Snijden van papier
Toen het papier nog op een schepraam werd gemaakt, was er in eerste
instantie geen noodzaak om het papier op een bepaald formaat te
snijden. De grootte van het schepraam bepaalde de grootte van het
vel papier dat werd gemaakt.
Toen de papierfabricage van handmatig scheppen - vel voor vel -
naar een continu proces overging - continu doorlopende papierbaan -
, moest het papier worden gesneden om het gewenste papierformaat te
krijgen. Het papier wordt dan over de breedte gesneden. Bij bredere
papiermachines moest het papier ook nog in de lengte worden gesneden.
Het gebruik van vellen papier was verbonden met de manier waarop het
papier verder werd gebruikt; boeken, geschriften, brieven. Het
papier werd handmatig beschreven en later werd in een drukpers het
papier vel voor vel bedrukt. Er waren nog geen continue processen om
papier verder te bewerken. Later kwamen natuurlijk wel de
vellendrukmachines, die vellen papier in een continu proces
bedrukten.
|
Het gesneden papier wordt handmatig verwerkt |
Met de komst van modernere drukpersen met bijvoorbeeld een roterend
rubberdoek waarop de tekst staat, kon er een eindeloos papiervel
door de drukpers worden gevoerd. Het papier werd uit de
papiermachine nu op rollen
gewikkeld, bedrukt en na de drukpers pas in vellen gesneden.
Naarmate de papiermachines sneller en breder worden, is het steeds
moeilijker om de papierbaan foutloos en exact op maat te snijden. De
vellen A4-papier die tegenwoordig in tal van printers en
kopieermachines wordt gebruikt is exact op maat gesneden voor een
probleemloze verwerking. Voor bijvoorbeeld kranten worden rollen
papier gebruikt met een breedte van ca. 0,90 meter tot 2,70 meter en
een diameter van 1,00 tot ca. 1,25 meter. Deze rollen worden van een grote
moederrol gesneden door de papierbaan in de lengte te snijden en meerdere rollen in de lengte te snijden. Voor weekbladen wordt
gecoat papier gebruikt. De rollen die daarvan gemaakt worden zijn
wel 3 tot 3,5 meter breed, 2 meter in doorsnede en wegen vele tonnen.
De moderne drukpersen drukken op hoge snelheid. Hierdoor is de
wikkeling en de rondheid van de papierrollen van groot belang.
Onronde rollen bijvoorbeeld gaan hobbelen in het afwikkelstation en
veroorzaken zeer grote krachten op de installatie. Niet gelijkmatig
gewikkelde rollen kunnen de papierbaan door de drukpers laten
verlopen. Dit zorgt voor slechte drukresultaten vooral als
er met meerdere kleuren wordt gewerkt voor bijvoorbeeld
kleurenfoto's. Verloop van de papierbaan geeft passingfouten van de
verschillende kleuren.
|
Jumborollen met papier |
Rollen met bijvoorbeeld krantenpapier |
Maar niet alle rollen papier zijn groot en zwaar. Denk maar eens aan
de rolletjes toiletpapier en de keukenrollen. Ook deze worden van
grote moederrollen dwars en in de lengte gesneden en bovendien
geperforeerd.
|
Rol toiletpapier |
Keukenrol |
In de loop van de geschiedenis zijn de eisen die gesteld worden aan
het snijden en vervolgens stapelen of oprollen van papier steeds
hoger geworden. De tegenwoordige snijmachines worden met vele
regelingen door een computer aangestuurd.
De snijmachines zijn grofweg in te delen in formaatsnijmachines en
rollensnijmachines.
Formaatsnijmachines
Inleiding
Voor de productie van formaatpapier wordt de continue papierbaan uit
de papiermachine tot vellen gesneden. De brede papierbaan uit
de papiermachine wordt in de breedte in banen gesneden en opgerold;
uit één moederrol worden dus meerdere rollen in de breedte en in de
lengte gesneden. In de formaatsnijmachine worden tegelijkertijd
meerdere banen papier samen gevoegd en worden tegelijkertijd met een
roterend mes op een trommel en een ondermes exact op maat gesneden. De
lossen vellen worden daarna opgestapeld op een plateau. Daarna
worden de vellen papier van de stapels geteld en verpakt;
bijvoorbeeld 500 vel A4-papier of 500 vel A3-papier.
|
Snijden van formaatpapier
Meerdere papierbanen komen samen en
worden met een bovenmes op een roterende trommel en een
stilstaand ondermes gesneden
Het meten van de papierbaansnelheid en
het regelen van de rotatiesnelheid van het mes, bepalen
het gesneden formaat |
Er zijn ook formaatsnijmachines die achtereenvolgens een
bredere papierbaan in de lengte snijden en dan dwars. Dit
gebeurt bijvoorbeeld bij kartonmachines. Bij de lichtere
papiersoorten is het snijden in de langsrichting en de
dwarsrichting meestal gescheiden.
Het formaatsnijden in een papierfabriek
In principe bestaan er 3 soorten formaten:
- Grootformaat
- Kleinformaat
- Afwijkend kleinformaat
|
Voorbeeld van een kleine
formaatsnijmachine |
Grootformaat
Groot formaat zijn formaten die bijvoorbeeld op drukpersen worden
verwerkt, zoals 43x61 cm en groter. Deze formaten worden op een
zogenaamde langsdwarssnijmachine gesneden.
Deze machines bestaan uit een rolafwikkelinstallatie met een
aantal rollen dat afhankelijk is van het vierkantemetergewicht. Er
wordt maximaal 400 g/m2 met een mes gesneden; bijvoorbeeld 5 rollen
papier van 80 g/m2.
De dwarsmessectie bestaat uit 2 dwarsmessen, waarvan de
draaisnelheid kan variëren ten opzichte van elkaar en ten opzichte
van de papiersnelheid om zodoende verschillende lengtematen te
snijden. Deze messen moeten regelmatig worden geslepen. Hiertoe
worden zij uit de machine gehaald en verwisseld, zij worden dan op
een vlakslijpbank geslepen. De breedte van de vellen wordt bepaald
door de stand van de langsmessen. Deze bestaan uit een ondermes en
een bovenschotelmes welke over de breedte van de machine kunnen
worden versteld. Na het dwarsmes heeft men de zogenaamde
overlapsector waar de vellen over elkaar gelegd worden om met een
langzame snelheid op de pallet te komen. Hierna wordt de stapel
oningeriemd op een pallet aan de drukkerij geleverd of ingeriemd,
d.w.z. verpakt per 250 of 500 vel geleverd aan een groothandel.
Kleinformaat
Kleinformaat bestaat hoofdzakelijk uit DIN A4 (21x29,7 cm) het
bekende formaat van brief-, kopieer- en printerpapier. Het verwerken
hiervan heeft vooral de laatste 30 jaar een enorme ontwikkeling
doorgemaakt. Werden vroeger de pakjes op een guillotine gesneden en
dan met de hand ingepakt en weer met de hand op een pallet gestapeld
en zo naar de klant vervoerd, nu worden de pakjes vanaf de rol tot
in het magazijn volautomatisch verwerkt.
Ook deze snijmachines bestaan uit een dwars- en een langsmessensectie.
De dwarsmessen draaien synchroon t.o.v. elkaar. De langsmessen
worden op de breedte van A4, dus 21 cm, afgesteld. De breedte van de
snijmachines worden door de papiermachine bepaald. Waren er 30 jaar
geleden slechts snijmachines van 6 pakjes breed, d.w.z. dat als een
papiermachine 24 pakjes breed was, op de papiermachine eerst 4
rollen van circa 120 cm breed moesten worden gesneden. Nu zijn er
snijmachines van 12 en zelfs 14 pakjes breed.
|
Voorbeeld van een langsmes in
onderdelen: het ondermes (op de achtergrond) staat
stil en het bovenmes (midden) draait. |
Als steeds een tussenmes wordt oplicht, dan ontstaat DIN A3
formaat (42x29,7 cm). Als de pakjes gesneden zijn worden zij op 500
vel gestapeld en automatisch vervoerd naar een inpakmachine; de
ingepakte pakjes gaan naar een voorstapelaar waar stapeltjes van 5
pakken worden gemaakt, deze worden in een dozenautomaat verpakt en
getransporteerd naar een palletizer. Hier worden de pakjes per 200
stuks (500 kg) op een pallet gestapeld, omsnoerd en afgevoerd naar
een automatisch magazijn waar een robot de pallets in de rekken zet.
De maximale snelheid van de machine is momenteel 350 m/minuut.
Het maximale vierkantemetergewicht is 500 g/m2. Er worden dus 5
rollen tegelijk gesneden. Er zijn echter 10 afwikkelbokken; 5 om te
snijden en 5 waarin de nieuw te snijden rollen reeds hangen en die
automatisch worden gewisseld. Vroeger werden met in het totaal circa
10 mensen 10.000 kg (ca. 4.000 pakjes) verwerkt in 8 uur tijd, nu
wordt met vier personen 50 tot 60.000 kg (ca. 24.000 pakjes) per 8
uur verwerkt.
Nog enkele gegevens over machine leveranciers:
- Klein formaat Firma Will in Hamburg en Bielomatik in Neuffen
bij Stutgart.
- Voor kleinformaat is Will de bekendste.
- Machinegegevens: Maximale snelheid 350 m/min, 5 rollen 80
g.m2 papier.
- Voor groot formaat is Bielomatik de bekendste.
- De inpakapparatuur wordt geleverd door Wrappmatik in Bologna
Italie en Pemco Amerika.
Afwijkend klein formaat
Dit zijn sinds kort ontwikkelde machines waarmee kleine
hoeveelheden kunnen worden gesneden, bijvoorbeeld folio (21x34 cm).
Ook dit gebeurt van snijden tot verpakken volledig automatisch.
Enkele opmerkingen. Erg belangrijk is de toestand van de
snijmessen zowel dwars als langs. Zijn deze niet scherp genoeg, dan
ontstaan bramen aan de gesneden vellen en kleven die bij het
verwerken aan elkaar en ontstaan dubbele vellen. Dit is een bekend
verschijnsel bij kopieermachines.
Rollensnijmachines
Inleiding
Naast het snijden van vellen, worden er ook rollen papier
gesneden van de moederrollen die op de papiermachine worden gemaakt.
De breedte en de diameter van de gesneden rollen is afhankelijk van
de breedte en capaciteit van de drukpersen waarin het papier wordt
bedrukt. De machines waarop dit gebeurd worden rollensnijmachines of
ook wel bobineuses (uit het Frans: spoelmachine voor garens)
genoemd.
Er zijn in de loop van de jaren, met de voortschrijdende
techniek, verschillende uitvoeringsvormen van de rollensnijmachines
ontstaan. Ze bestaan echter allemaal uit een afwikkeling voor de
moederrol, een messenpartij om de papierbaan in de lengte te
snijden, en een rollenwikkeling. Door het verplaatsen van de messen
kan de breedte en het aantal rollen worden bepaald. De diameter van
de rollen wordt bepaald door de lengte van het papier dat op de rol
wordt gewikkeld. Er worden meerdere rollen uit de breedte en de lengte
van de moederrol gesneden.
|
Voorbeeld van een bobineuse van de firma
Metso Paper |
Voorbeelden van type rollensnijmachines
Twee draagwalsen
Er is een variant waar de papierrol op een koker, die tussen de
twee draagwalsen ligt, wordt gewikkeld. De draagwalsen dragen de rol
als deze wordt gewikkeld. Door een klein snelheidsverschil tussen de
draagwalsen kan het papier met een bepaalde spanning worden
opgerold. De spanning is nodig om het papier niet te laten plooien
op de rol.
De spanning in het papier zorgt ervoor dat de rol met een
bepaalde rolhardheid wordt gewikkeld. Hoe groter de spanning, des te
hoger is de rolhardheid. Ook het gewicht van de wikkelende rol
draagt bij aan de rolhardheid. Hoe groter de diameter wordt, des te
hoger wordt de rolhardheid. Dit zou tot gevolg hebben dat het papier
op de koker ten opzichte van papier meer naar buiten op de rol,
steeds strakker zou worden gewikkeld. Het gevolg zou dan zijn dat
het papier bij de koker in elkaar wordt gedrukt. Dit is niet
gewenst. Door bij aanvang van het wikkelen van de rol op de koker te
drukken met een aandrukwals en als de rol groter wordt, de rol op te lichten, kan de
rolhardheid over de diameter worden geregeld. Het oplichten van de
rollen kan bijvoorbeeld gebeuren door lucht onder de rollen te blazen waardoor
een gedeelte van het gewicht van de rol wordt opgeheven.
|
Bobineuse van het type Vari-Flex van
de firma Jagenberg Links de afwikkelende
moederrol, in het midden het wikkelen van de gesneden
rollen die in één lijn naast elkaar liggen op twee
draagwalsen. Bovenop de papierrollen de aandrukwals. |
Één draagwals
Een ander mogelijkheid om papier te wikkelen is dat de rollen op één draagwals worden
gewikkeld. De rollen worden afwisselend links en recht van de
draagwals gewikkeld. De rolhardheid wordt geregeld met aandrukwalsjes
die bij het aanvangen van het wikkelen op de koker drukken en door
de rollen met centerkoppen, die in de koker steken, op te lichten
als de papierrol een grotere diameter krijgt. De individuele rollen
worden in zogenaamde wikkelstations vast gehouden.
|
Bobineuse van het type Vari-Top van de firma Jagerberg Links de afwikkelende
moederrol, in het midden het wikkelen van de gesneden
rollen afwisselend één rechts en één links op één
centrale draagwals, losliggend de gerede rollen |
De breedte van de rol wordt hier bepaald door de maximale
krachten die de wikkelstations kunnen hebben. Ook kan de
inpakstraat die doorgaans achter de rollensnijmachines komt, of
de rolhandeling richting het magazijn een beperkende factor
zijn. Ook is de minimale breedte van de rol afhankelijk van de
benodigde minimale afstand tussen de wikkelstations. De stations
kunnen wegens hun fysieke bouw niet onbeperkt dicht bij elkaar
staan. Het instellen van de messen en de wikkelstations op de
juiste plaats om de diverse breedtes van de papierrollen te
snijden, wordt met een automatisch systeem ingesteld. Dit
gebeurt met een nauwkeurigheid van ca. 1 mm.
De snelheden waarmee moderne rollensnijders wikkelen bedraagt zo'n
2500 m/min. Tijdens het starten en stoppen van de rollensnijmachines
treden er versnellings- en remkrachten op die hun invloed hebben op
het wikkelproces. Het wikkelproces wordt dan ook via procescomputers
aangestuurd. Door stuurcurven te construeren voor het versnellen en het
remmen van de moederrol, de aandrukrollen, het heffen van de wikkelstations
en het gewicht van de rollen
tijdens het opwikkelen, kan elke
rol papier met precisie worden gewikkeld.
|
Messenpartij van een bobineuse |
|
Verschillende bovenmessen |
Verschillende ondermessen |
Omdat het snijden van rollen een discontinu proces is moet de de
wikkelsnelheid 2,5 tot 3 maal de snelheid van de papiermachine
bedragen. Vaak worden er per papiermachine twee rollensnijmachines
gebruikt.
Draagwals en een band
Bij het wikkelen van rollen is steeds de rolopbouw van zeer groot
belang. Een foutloze en precieze rolopbouw zorgen bij de drukkerijen
voor een optimaal resultaat. Naarmate de rollen groter van diameter
worden, wordt de druk waarmee de rol op de draagwals drukt steeds
moeilijker om te controleren. Bij de constructie waarbij een band
wordt gebruikt, steunt de rol zowel op de draagwals als op een
flexibele band. Naarmate de rol een grotere diameter krijgt, wordt
er meer gewicht op de draagband gelegd door de hoek waaronder de rol
wordt gewikkeld (winding angle), te vergroten. De draagband zorgt
door zijn flexibiliteit voor een lagere nipdruk zodat de rolopbouw
beter kan worden geregeld.
|
Bobineuse van het type Winbelt van de
firma Metso Paper |
|
Kalander