TW200809099A - Debris-free plastic collating strip for nails - Google Patents
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Description
200809099 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於經排置(collated)之緊固件。特定的說, 本發月係關於以無殘屑(debris-free )塑膠材質製成的經 排置之釘排(c〇llated nail stHp ),其係用於緊固件驅動工 具0 【先前技術】 快速作用的緊固件驅動工具已經在營造業界廣受使 用。該等工具在業界可用於重組屋營造及高級住宅、商用 和工業營造。在使用這些工具時,釘?是裝配成排狀並插 入工具的卡槽内。這些釘排係呈扁平狀,且釘子或其它緊 固件彼此保持平行。釘子以交錯或階梯狀方式裝配,因而 釘子的主軸線會和該釘排的縱向形成一個角度。在目前已 知的排置釘中,此角度約在〇度到4〇度,且較佳是介於 15度和35度。在美國專利案第5,73 3,〇85號(頒予shida) 中對該類緊固件有深入的討論,其全文在此併入以做為參 考。該釘排亦可’’捲繞,,或形成螺圈以供應用在某些形式的 工具上。 目則已知的排置釘是使用膠條或一塑膠擠壓成形材質 裝配成。在以塑膠製成的釘排中,融化的塑膠(或聚合物) 經過冷卻及固化而能將釘子固定成排狀以供工具使用。膠 條則是以牛皮紙或其它卡紙材料製成,其表面有一塑膠(聚 合物)黏著劑,當其表面與熱的釘子接觸時會受熱並在冷卻 5 200809099 時黏著在釘子上。 在啟動工具並將釘子驅動入待緊固物質(通常是木料) 時,這些膠條的優點係為使殘屑的產生最小化 ^ 〇 ^ ^ w 且此膠 條亦容易製造,尤其是用在釘子間隔較大時。除了釘子和 該塑膠排置材料以外,並不須要使用其它材料。 不過,值得注意的是,在將以塑膠排置的釘子驅動入 工件時,未與釘子黏著的塑膠材料會因破損而與釘桿分 離。這些會在施工位點產生脫落的殘屑而造成清理問題。 因此,有必要尋求一種運用於排帶式緊固件的塑膠排 置系統’以降低將針子驅動進入工件時產生殘屑的傾向。 較佳地,此排置系統會降低該釘排在工具卡槽㈣成敵狀 或自行前進的傾向。更佳地,此種***能將此類釘排收縮 的程度降至最低,並使該塑膠與釘桿的黏著力最大化。甚 至更佳地,此種系統係設置以容許該釘排可經盤繞而運用 於驅動工具,且此工具係接受以此方式設置的釘排。
【發明内容】 -種緊固件組合件,其係運用在—相關的緊固件 工具,以將一緊固件由該組合件驅動一 v 相關的義;te 中,例如一木質基板。該緊固件組合件包一土 何辦的緊固杜 且該些緊固件係實質上彼此平行設置。每一 午, 一桿, ” “件均具有 環圈4j 排置糸統(collation system)是由一 黏著在緊固件上而形成。此塑膠材料界定 200809099 一連結部分,環圈部分係包住或至少實質地環 ' 件的桿;連結部分則延伸在鄰近的環圈部分之 接。此塑膠材料是由具黏性的聚合物配製成, (polyolefin )、聚烯烴混合物、環氧樹脂或其 由驅動工具驅動緊固件時,此環圈部分仍黏, 件,因而該環圈部分可與緊固件一起穿透基板 — 在本發明的釘排中,其聚合物是一種由聚 丁烯二酐改質之聚丙烯的混合物,並藉由在將 模在該等緊固件上之前先預熱該等緊固件而 用。較佳的預熱溫度是約450oF,更佳是約450° 在此種釘排中,緊固件係彼此平行設置, 選定的一軸線維持一個角度。 此連結部分可以是一橋段及一肋,其中橋 上是呈十字形。肋可形成而平行於排置系統。 與排置系統呈一個角度(非平行)。再者,連結 成有凸飾圖案。 Φ 在本發明的釘排中,排置系統包括上方和 ^ 模,其係黏著在多個緊固件上1此上方及下方 形成而彼此平行,其中上方鑄模係形成而較靠 • 頭部,而下方鑄模係形成而較靠近緊固件的尖 模是在緊固件的桿之下半段範圍内形戒,較佳 該緊固件尖端約%英对範圍内形成。此塑膠鑄 錐尖以助於穿透基板。 一種製造緊固件組合件的方法,包括下列 繞著該緊固 間並將其連 例如聚烯烴 類似物。當 接著該緊固 〇 丙婦和經順 塑膠材料鑄 產生黏著作 F 到 600oF〇 並與緊固件 段和肋大致 此外,肋可 部分上係形 下方塑膠鑄 塑膠鑄模係 近緊固件的 端。下方鑄 者是在距離 模可具有一 步驟:將數 7 200809099 個緊固件排成一排,而使其彼此為平行設置;將數個緊固 件預熱以提高該等緊固件的溫度;將一聚合物材料鑄模在 已預熱的緊固件上及相鄰的緊固件之間而形成一塑膠排置 件(plastic collation),該排置件具有一環圈及一連結部 分,其中環圈可包住或至少實質地環繞著每個緊固件的 桿,連結部分則位於相鄰的緊固件之間;以及使該釘排冷 卻以形成該緊固件組合件。其後,此釘排可再經過後熱處 理(post heat treated ) 〇 此緊固件組合件尚可設置以在一期望的位置上影響或 促使該等緊固件彼此分離(使連結部分分開)。此種配置能 進一步減少殘屑,這是藉由在以驅動工具驅動緊固件進入 基板時減少緊固件對連結部分的撞擊而達成。 緊固件組合件包括:一排實質彼此平行設置的多個緊 固件以及一排置系統,該排置系統係由一塑膠材料鑄模並 黏附在緊固件上而形成。此連結部分包括一選定的結構弱 化區域’以促使連結部分在一個期望位點與環圈分離。 選定的結構弱化區域係較佳約是位在連結部分和環圈 部分的接合點’而最佳是位在連結部分和該排緊固件的下 一個環圈部分之接合點。 選定的結構弱化區域可由在連結部分上的一缺口所形 成,例如在連結部分的上方邊緣。此缺口也可以在連結部 分的下方邊緣形成。此上方邊緣缺口可具有一拱形壁。 選定的結構弱化區域是由具有可變化之剖面區域的連 結部分形成’此連結部分是在所斯望的連結部分位點上(而 200809099 非在其它位點)有一較小的剖面區域《此連結部分可包括 抵饥 < f " ,n . ^ 凡:¾、柏口 r刀' 1 包括一 橋段和一肋,可變化之剖面區域係相應於肋和環圈部分之 間的轉折區(其有不同的半徑曲率)。選定的結構弱化區域 小剖面區域形成,該較小剖面區域是位在連結部 緊固杜夕下一個緊固件的搭03如^ f : 可由一較 1 —災 3¾ 链 分與該排緊固件之下一個緊固件的環圈部分之接合點上 而非在該連結部分與該受驅動之緊固件的環圈之接合 上0
此緊固件亦可相對於其對應套筒而偏心設置,以在所 期望的位點上界定出一薄壁套筒段。 此組合件的設計亦可在其連結部公 夕旦☆包括一肋,其延伸 之長度係短於環圈部分之一軸長(例如, 同),且肋的寬度係大於環圈的寬度。 又與該%圈不 連結部分可包括-橋段,橋段係 實質地延伸到環圈部分的軸長,因 成為一體’並 字形。 "橋段實質上成十
肋可以呈錐狀,並朝向緊 可以呈雜狀,並朝向該緊固件的尖端而漸:漸細,且橋段 此組合件可包括上方和下方排置件 :隔設置。在此種配置中,下方排置件(意彼此平行且 排置件)較上方排置件來得窄。_俨 P罪近該尖端的 約為上方排置件的一半。又土 ’下方排置件之寬度 本發明的這些及其 及申請專利範圍而更加 他特色和優 顯著。 點將在以 下的詳細說明 200809099 【實施方式】 本發明雖然可以各種不同形式的實施例呈現,不過在 簡圖中已顯示且在此以較佳實施例說明,但是,應了解本 揭示純屬於例示本發明典範之目的,並非意圖將本發明侷 限於所例示的特定實施例。 現請參照這些圖示,特別是第1圖,其顯示具有實施
本發明原理之一塑膠排置系統12的釘排10。在該例示的 釘排1 〇中’多個釘14係與該釘排1 〇之橫向呈一約2 〇度 之角度α而配置;不過,在本發明中亦可使用其他角度以(包 括零度)°第1Β圖中的釘排是一盤繞的排置狀態。 熟悉本技藝之人士將了解,圖中的多個釘14是全頭式 釘(full head nail ),而非D型頭(或失頭型)釘。因此該 釘14能提供更強的固定性(因為該釘頭h有較大表面積)。 不過》亦應了解,當使用全4 田忧用王碩式釘14時,所製造的釘排 10在釘14與釘14(軸A14)之間的拓M 1 w 】的距離d14必須略大,以容 納較大的釘頭H 〇 多個釘14係藉由塑膠排置侔广 +· 罝仵(Plastie collation) 而排置並彼此保持固定。此塑膠排置件12是在這些釘 之釘桿16上及四周圍繞而鑄模,並將各個1其相 的釘或多個釘(即延伸在多個釘 叫土 1斗之間)連結。排置件 是以一個連續鑄㈣18所顯句的型式圍繞著這迪釘 具有一環獨部分20(即環繞著釘搵 a 有釘# 16的部分),和一連 部分22(即延伸在相鄰的環圈部 n 刀ζυ之間且連結環圈部 10 200809099 20的部分)。在第1函丄 ^ 圖中的針排1 0,其顯示兩個塑膠鑄模 或排置件,分別稱之益 ^苗从 、 僻 < 為上方鑄模或排置件1 2a及下方鑄槿 或排置件1 2 b,兩去& 、 考的結橼大致類似。以下之說明均適用 於〇兩個鑄核且統%為鑄模或排置件12。基於本發明說明 之目的,術語,,鑄模,,包括所有可將多個釘14或於 成排置件12的方法^ 八 ν
ι 本發明之用於卸子的排置件12與先前已 置件有數點不同。首先,本發明之排置件係使用-種可1 上鱗模(或形成)並黏附至釘"上的物質 僅疋圍繞並延伸於多個打芬f 、夕個釘及其之間。經發現,黏附在多個 釘的塑膠(而非僅鑄模於釘周圍)係為有利的,因為 過程中,塑膠材料會傾向保持在 : 4什1 0上。亦即,當 14穿透基板時,排置件12的材料仍保持在釘桿16上 此能與該釘起進入基板。更有利的是,當從本發明的 釘排10驅動一釘14時,其所產生的殘屑遠比先前技蓺的 釘排還來得少。 "Ί
從本發明中亦將發現,該塑膠材料與釘14之黏著有, 於釘排10的堅固性。意即,當塑膠僅圍繞著釘桿時,此= 膠可能在釘桿周圍滑動。另一方面,藉由使塑膠排置件U 黏著在釘桿16上,則此釘排10會變得更堅固而較不易收 縮和縮成皺狀。 此材料是一種具黏性的聚合物、一環氧化物或其類似 物。該材料可以是(例如)一具黏性的聚烯烴,例如經順丁 烯二酐改質之聚烯烴,又例如是聚丙烯、聚乙婦或其類似 11 200809099 物。該材料可以包括一種由聚烯烴和經改質之聚稀煙所步 成的混合物,例如由聚丙烯和經順丁婦二酐改質的聚丙婦 所形成的混合物。亦可使用一或多種其它的樹脂,例如I 乙烯醇(PVA)系物質、乙烯乙烯醇(EVA)系物質、丙婦猜— 丁二烯一苯乙烯(ABS)系物質、離子聚合物(i〇n〇mer)、甲 基丙嫦酸甲酯及其類似物。適當時,任何上述材料之混人 物亦可使用填料。熟悉本技藝之人士將可採用其它種材 料’且仍涵蓋在本發明之範膏和精神内。 一種本發明的塑膠組成物是聚丙烯樹脂,其已經過改 質以強化對表面(包括各種金屬表面)的黏著力。一種較 佳的樹脂是經順丁烯二酐改質的聚丙烯,其可購自Mhsui
Chemicals America,Inc(Rye Brook,New York),商品名為 ADMER® QF5512A。 經發現,將多個釘1 4加熱而使其溫度昇高後再施以聚 合物(樹脂)的時候,使用這些經改質的樹脂會產生超乎預 期的高黏著性。製備多個釘的樣品時,係將談多個釘預熱 到溫度約450oF〜約600oF,且較佳是約500oF〜5504,並 將經順丁烯二酐改質之聚丙烯鑄模在多個釘上。這些經锖 模之釘樣品係與其它種鑄模的釘排之組成互相比較測試, 其中鎊模作用是在室溫下的釘和在昇高溫度下的釘進行 (在「釘溫度」一攔中以冷和熱顯示出)。同時也對在鑄模 後經熱處理的釘排進行測試(在「擠壓成形時」及「經過 30分鐘烘烤」的攔中顯示出广。意即,當塑膠材料已在多 個釘上鱗模之後,再於一預設的溫度下將該釘排加熱一段 12 200809099 時間(30分鐘)。這些測試的結果如表1所示。
塑膠黏著性剪力強度(磅) 聚合物組成 受測物質 針溫 度 擠壓成形 時 經30分鐘烘 烤後 烘烤溫度 (°F) 聚丙烯(PP) 現今使用的材料 冷 6.0 17.4 375 經改質的PP-酐 Amplify GR 205 冷 6.5 48.4 300 冷 6.5 44.4 350 經改質的PP-酐 Amplify GR 冷 0·0 39.9 300 HDPE/酐之混合 MSI 冷 5.3 3.6 250 物 冷 5.3 90.9 350 熱 64.0 86.5 350 經改質的PE-酐 Bynel 冷 6.7 5.9 250 冷 6.7 49.4 350 12%醋酸乙烯共 Elvax 冷 4.5 12.0 225 聚物 冷 4.5 15.9 350 EMMA共聚物 Suryin 9150 溫 0.0 51.2 375 (Zn) 經改質的PP-酐 Tymor 冷 8,4 15.6 350 CP97X110 冷 8.4 88.0 375 經改質的PP-酐 AdmerQF551A 冷 4.6 17.1 300 冷 4.6 28.0 350 熱 71.0 210.4 350 混合物 75%現今使用的 冷 7.0 7.3 350
PP 表1 -各種用於釘子的塑膠排置件之塑膠黏著性剪力 強度 13 200809099 在表1中,塑膠黏著性酋Λ狳 性頁力強度(以磅表示)是使用一 張力測試裝置所測量而得,1在雜 侍其係糟由迫使該多個釘沿著平 行於該钉的主轴A14之方A 、a 方向而通過一個具精確尺寸的孔 洞,並測取要將該釘14與 膠 认士母 ^ L上i 夏件12分離所需施加 的力道。廷些在鑄模之前埶/ 〇 先預”、、的釘係被加熱到溫度約 500°F〜55〇〇F,其後再將塑踩德媒/今☆ " 塑膠鎢杈在該多個釘上。至於後
熱處理,該多個釘是在表列的、、田庚 〜的/皿度下加熱約3 0分鐘。 從表!可發現,未經預熱的多個針和經過預熱的釘在 塑膠剪力強度方面的差異相當的懸殊。就本發明之經順丁 烯二酐改質的聚丙烯而t ’在未經後鑄模熱處理下,此剪 力強度之差異係超過15倍(71騎/4騎)。在經後禱模熱 方面,其剪力強度較未經後熱處理(經預熱)的多個釘 提高了幾乎約3倍。在進行塑膠鑄模以前先預熱多個釘顯 示能使塑膠的剪力強度達到約7丨·〇磅。在任何狀況下,冷 -塗佈的塑膠均無法達到經過預熱的多個釘之剪力強度\ 由觀察中發現,根據本發明形成的釘排所產生的殘屑 數量相較於已知的塑膠棑置件而顯得非常少,主要是因為 這些塑膠仍保持在釘桿上並與釘子一起穿透基板(木材)。 此外,經發現,即便是產生的殘屑也是微細材料(較小尺寸 的粒子)型式,因此清理殘屑的問題較少。 收集多個釘樣品的殘屑以決定“殘屑效能(debris performance ) ”或是本發明之排置系統所產生殘屑的減少 程度。測量這些脫落的殘屑時,首先是先稱取一指定釘排 14 200809099 的重量,該釘排包含丨〇個釘子。將】〇個未經排置的釘子 重量從該初始重量中扣除,以計算塑膠的初始重量。之後, 再將受測釘排擊發至一基板中(例如,木板),且此基板是 被一隔離包圍以協助捕獲及收集脫落的殘屑。再稱取所收 集到的脫落殘屑,並除以原先塑膠的极始重量,則得到一 特定塑膠排置材料的脫落殘屑百分比。 下列表2中’是總結三種選用的塑膠排置材料(一無黏 性之聚丙烯材料;一根據本發明配製的具黏性材料,其為 5 0%重量比的聚丙烯和5〇%重量比的經順丁烯二酐改質之 聚丙烯的混合物;以及一成分為1〇〇%之經順丁烯二酐改質 的聚丙烯)的測試結果。擊發測試是在松木和中等密度纖維 板(MDF)之基板上進行。 塑膠排置材料 %脫落的殘屑 (松木) %脫落的殘屑 (MDF) 無黏性之聚丙烯 86 91 聚丙烯/經順丁烯二酐改質的聚丙烯之混合物 (重量比為50%/50%) 17 14 100%之經順丁烯二酐改質的聚丙烯 0 0 表2 -各種塑膠徘釘件所產生的殘屑
亦發現多個釘會帶著塑膠進入木材,且該塑膠會與釘 子一起埋入木材内部。事實上,意外地,此現象能強化該 多個釘在木材内的固定力。一般認為這是由於塑膠埋八木 材時塑膠的黏著本質以及塑膠對釘子的黏著力所共同造成 的。意即,一般認為此塑膠(黏著劑)係流入木材結構I中 15 200809099 並與木材結構結合,因而提供更高的固定力。 下方表3中顧示的評估結果是在針對根據本發明的針 排與未經預熱之聚丙烯或控制鑄模的釘排經擊發進入木持 後,其釘子的固定力或抽拉強度的比較結果。抽拉強度是 測取欲將釘子從木材中抽出所需的施力(以磅/英对之抽扼 力表示)。將此施力除以穿透深度而得到常態化數值(即抽 拉每英吋的計算值)。 樣品 編號 佇立高度 (英吋) 穿透力 (英吋) 最終施力 (磅) 抽拉強度 (磅/英吋之抽 拉力) 塑膠 料 1 0.258 2.432 408.73 168.06 Tymor™ 2 0.585 2.415 372.28 154.14 Tymor™ 3 0.618 2.382 150.06 63.00 控制組 4 0.616 2.384 150.93 63.31 控制組 5 0.621 2379 231.86 97.46 Admer ⑧ 6 0.644 2.356 127.87 54.27 控制組 3 _裝設在各種塑膠排釘件上之釘子的穿透力及抽 拉強度 β由表3的數據可看出,根據本發明的釘排相較於未黏 斧的釘(控制組)存在有相當高的抽拉強度。控制組的釘顯 一出的抽拉強度約在54·3〜63·3磅,而經預熱的多個釘顯 的抽拉強度約在97.5〜168.1磅。其中,經預熱的多 個釘幾乎需要超過54%以上的拉力來抽拉或拔出這些釘 ,同時’基本上本發明之釘的穿透力則與未經預熱的釘 等Admer和Tymor材料均為經順丁烯二酐改質的聚 16 200809099 丙烯。 在本發明的釘排1 〇中,鑄模在釘桿1 6上和釘1 4之間 的塑膠係為均勻的材料。應了解,該塑膠材料可以是一多 重部分之鑄模’其是在釘上提供有不連續層的鑄模(排置) 材料。在此系統中,可在釘上施用或結合一黏著劑,其中 係施用具有所要性質的材料層(例如:一種更為堅硬或更堅 固的材料,或一種更耐衝擊的材料)f此外,當然,可使用 兩種或多種塑膠的共擠壓成形物便能達到分層的配置。 本發明之釘排10的另一實施態樣,是在釘M的周圍 和其之間的鑄模之形狀或配置。亦即,環圈部分2 〇和連結 部分22的形狀。在本發明之釘排1 〇中,環圈部分2〇係形 成為圈繞的元件,這些元件在環圈部分2 〇之間的中間點 (亦即約在釘子所内切的圓之中間點)具有一較大的縱長或 軸長Lwm,而約在連結部分22之處縮短到一較小的軸長 L20C ° 這些連結部分22包括一橋段24,其係自一環圈20a 延伸到與其相鄰的環圈2〇b,且其在該環圈部分20/連結部 分22接合點的高度相當於環圈部分2〇的高度I] 1橋段 24是一個較細長的元件,是實質地“橋聯,,兩個相鄰的環圈 20a、20b。在環圈20a到下一個環圈20b之間沿著該橋段 24有一肋26。此肋26係相對於橋段24為橫向設置,且在 針子的軸向或沿著釘子長度方向的剖面較小(例如較短), 也就是厚度h6較小,但其深度或寬度W26則大於橋段24。 在第2和3圖中可看出,橋段24和肋26的剖面係呈十字 17 200809099 狀,且肋26是橫向設置之部件从 1千 並約略位在橋段24的中 點處。由針1 4的剖面圖看來f失 、α (參閱第3圖),其提供了連結 部分22的上視圖或底視圖 係顯不胁26實際上是在兩個 釘14之間呈凹狀延伸。橋段站 和肋26兩者的末端均呈圓 弧狀,如元件符號2g所顯示者。 熟悉本技藝之人士應了觫 a 餅 备釘14從釘排10而驅動 時,K貝上被驅離釘排1 〇的 θ 1刀疋釘14、環圈部分20以 及”於被推動的釘14和其下一 * 卜個相鄰的釘14b(見第1圖 的右侧)之間的連結部分22。 本 、 k者,這整個“組合件,, 被驅動進入基板内部,且可相 j 4而知地,此組合件最好是盡 量深入木料内部,以減少所產生的殘屑數量。 、為了要分離連結部分22,可在連結部分22的底座或 底邛32沿著所要的分離線或在該連結部分與下一個相^ 的釘之接合點形成一缺口 3 〇。如此即可提供總合成為一伯 單位之釘14、環圈部分20和連結部分22,與釘排ι〇八 的位點。 刀爾 連結部分22提供釘排1 〇所必需的堅固性,並且再結 合塑膠的_著性,即能防止釘排1〇縮成皺狀。但是,儘管 黏著性及堅固性提高,在驅動釘14時卻不需要大量施力以 便將此釘14與釘排1〇分開。 在本發明之釘排1〇中,其上方和下方排置件I2a,b的 尺寸基本上相等。其環圈部分20的長度[麗、L2〇c約為 360英U寸〜0·480英对,立其厚度t2〇約為0.005英时〜 〇·015英时。橋段24的長度124約為〇 28〇英吋〜〇 42〇英 18 200809099 忖’且其厚度t24約為〇 〇〇6英吋〜〇 014英吋,而肋 的厚度h約為0.045英吋〜〇.〇6〇英吋,且其寬度W26約 為0.087英吋〜〇· 128英吋。在此必須強調,由於肋26呈 凹狀’因此寬度W26便會沿著肋26的長度而變異。 參照第4圖,此環圈12 〇在最接近釘14的尖端3 4之 環圈部分124或在環圈120的前導端可形成一錐尖或變細 區域122。環圈12〇並朝向尾端126而擴大或變厚。經觀 察,此錐尖122有助於釘14和塑膠環圈120穿透木料。較 佳者,此錐尖122與釘14的縱轴八“呈角度卞八約為❹乃 度〜約5.0度,且最佳是約le〇度。此錐尖122形成一楔 形物128,有助於釘14穿透基板並能強化其抽拉抗性。不 過’須注意角度β不能過大,以免楔形物128扯裂木料。 觀察中發現,環圈20在釘桿1 6上的位點也能提高釘 Ϊ4對木料的穿透力。明確的說,研究中發現,將環圈2〇 設置在較靠近釘14的尖端34之處,能提高釘子的穿透力。 一般認為,由於此環圈20(對穿透而言是一種阻力)之位點 靠近該釘尖端34,因此當源自於釘驅動工具的衝力高時, 所遭逢的阻力最大(意即在此環圈20進入木料時)。所以, 在工具衝力高時即克服了最大的穿透阻力,因此,釘子的 穿透力在環圈20靠近釘子尖端34之位置時會高於環圈2〇 位在釘桿1 6後端靠近釘頭Η之位置。 本發明曾針對環圈2 0在釘桿1 6上之位置的效應進行 «平估。所使用的钉1 4之長度為3英对且標稱直徑為〇 ·丨3 1、 壤圈長度L20M為〇·5英吋、厚度t20約為〇·〇2〇英对、- 19 200809099 排置材質為經順丁烯二酐改質之聚丙烯(Admer®),和90 psi的氣動驅動力,係發現,當環圖20與釘子14的尖端 34距離2.25英吋時能被驅動(所具有的穿透力)2.45英对, 當環圈2 0與釘子14的尖端3 4距離1 · 5英忖時能被驅動 2.75英吋,當環圈2〇與釘子14的尖端34距離0·5英对時 能被驅動2.975英吋,而裸針14則能被驅動2.925英对。 熟悉本技藝之人士應了解,此種前置類型的環圈 20(或通常是一前置的排置元件或支撐件)並不限應用在排 置的釘排1 0。事實上,此種設計可應用在其它種排帶型式 的緊固件及其它種排帶型式的消耗品上。 在第5Α和5Β圖中,其繪示實施例210,其中肋226 係與釘排1 0的軸Auo呈一角度γ和γ’,相較於在第1圖之 實施例中,其肋26係大致上是平行於軸Α10。 在第6和6Α圖的實施例中係顯示塑膠釘排3 1 〇的另 一實施例,其中在釘排310的連結部分322形成有凸飾圖 案3 24 ’而非具有橋段24和肋26的設計(如第1_5圖)。在 有凸飾圖案324的實施例中,肋326的圖案係形成在連結 部分322,並可相對於平面Pm而單向或雙向延伸,其中 該平面P324是由在環圈320之間延伸的連結部分322所界 定(例如,在由連結部分322和相鄰的兩個_ j4a,b所界定 的平面P324上延伸入或延伸出或兩者兼有)。第6A圖係緣 示一單向凸飾圖案324之剖面圖。此凸飾圖案324係用於 提供立體結構,非常類似於橋段24和肋26,以強化舒排 310的堅固性。此外,在分離時,此凸飾调案324亦能提 20 200809099 供所需的堅固性及可預測性,同時可減少形成釘排3 1 0所 需使用·的材料量。肋325亦可應用於該具有凸飾圖案的釘 排3 10實施例。此種凸飾圖案亦可形成在環圈上。
熟悉本技藝之人士將可從附圖中了解,本發明之釘排 亦可為一種捲繞式釘排(參見第1 B圖,其中顯示一捲繞式 釘排1 0 ’)。在此種設計中,排置件是由一橋段連結多、個環 圈部分,不過,其並未使用強化元件或剛性連接元件(例 如,肋),因而釘排可進行捲繞。在此種配置中,排置件可 如同第11A及11E圖中所顯示者,其中連結部分822、1822 包括橋段824、1 824,但其並未使用肋。此種設計能讓這 些排置件進行必要的彎折以捲繞或盤繞該排置件。 參考第7 A與7 B圖,經發現,在由釘排1 〇驅動釘14 時’當釘之連結部分2 2係盡可能靠近下一個順位的釘1 4 b 而被分開時,其所產生的殘屑會減少(第7 B圖)。比較第 7A和7B圖後,可看出當被驅動的釘14a從釘排10分開 時’其所f有之尾部連結部分2 2 b愈多,則殘屑可藉此減 少。這是要減少被驅動的釘14a之向下運動的釘頭Hl4a與 連結部分22接觸及自殘留的連結部分而將連結部分22撕 裂(事實上’較佳的說法應該是扯裂)的機會。應了解,假 若該連結部分22之分離處能與被驅動的釘1 4a儘可能遠 離,則僅有少量或甚至沒有任何殘留的連結部分22可與讓 釘頭接觸,並將其從連結部分22撕裂(參見例如第7B 圖)。亦發現仍連接於被驅動的釘14a之部分的連結部分 22 (亦即尾部的連結部分22b),其在軒14a被驅動進入基 21 200809099 板時,仍,當堅固而足以保持完整並連接到該釘i4a。 為了提供此種具有選擇性或優先選定的分離區,曾試 驗過數種結構。其中-種結構是包括缺口 30,如第】圖-實施Ο (針排1 〇)和第8A、8B圖中所顯示者。為使該速 結部分22的分離點能盡可能靠近尾部的釘14b,其缺口 30 的位置應盡量揍近尾部的釘14b。 基本上’釘排1 〇係配置有一結構弱化區,以便能在所 要的位點產生或促進分離。不過,值得注意的是,當將釘 1 4a驅動進入基板時’剩餘的連結部分u仍宜保持完整以 減夕殘屑產生。因此,如同第8B圖所示,缺口 30係設置 以具有半圓形缺口壁30a,且更可包括一下方缺口 3〇b 以進一步地作用於分離位點。 卜0的另個實施例係經設置而使得其分離點作 用於期望分離之選擇性變細區。例如,在第9A圖中,橋 段U4在尾部的釘14b之環圈42〇(期望的分離位點)處變 細’这是藉由在該橋段424和該環圈42〇b或該尾部的龄 14b之間形成一小半徑轉折區(大致上以423表示卜義在 該橋段424和該前導的釘14a(待驅動的釘)之環圈之 間保留一大半徑轉折區(大致上以425表示)。較小的半押 轉折區約為〇·015〜〇〇25英吋,而較大的半徑轉折 0.050〜0·_ 英吋^ ^ ^ ^ 該較大半徑轉折區425使得在前導的針環圈42〇 段424轉折處存在有較多的材料。藉以使得分離點出現 較靠近橋段424和尾部的釘|4b之間的轉折區(具有較小在 22 200809099 料的較小徑區)。第9A圖係顯示釘“^丨朴和連結部分 422(釘頭Hm和HMb是以虚線表示),其繪示出前導的釘 之甸頭Η 1 4 a.约位在.與變.細.的.橋段區4 2 3 .相同(例如.重叠.) 之位置。如此一來,當該釘頭HMa從釘排41〇驅動時,此 連結部分422(意即該橋段424和肋426)便不致於會被釘頭 揸擊(或些微撞擊P熟悉本技藝之人士將了解此舉可 減少殘屑的產生量。 ,另一個實施例5 10則繪示於第9B圖,其為一種大半 氮/小半徑設計的變化型,其中釘14a、14b的軸Ai4a、Ai4b 係相對於環圈520a、520b之軸而偏移(或稱之為「偏心」)。 立b實施例中’該多個釘偏移以便在其較小半徑接合點建 個較細的壞圈區。此進一步地影響或促使在更靠近該 接合點之處分離(如523所示)。 在第9C和9D圖的另一實施例中,較細區1423是位 在尾部的釘14b轉折處,這是藉由形成一小半徑區(約 〜0.018英吋,相較於約為〇 〇6〇英对之前導釘的半 經區1425)以界定一頸區1428。此頸區的厚度'"η可例如 為約0.0070英吋。 其它釘之排置件的實施例61〇、71〇可分別參考第1〇Α 10B圖’其中連結部分622包括一細橋段624,並在其 S圈4分620之間延伸有一較剛硬的肋626(第j 〇A圖); 或甚至不具有橋段,而在環圈部分72〇之間延伸有一較剛 硬的肋726(第10B圖)。肋726係按一定尺寸製作,而使 其寬度Μ6大於釘14和環圈72〇的寬度^2〇(意即,橫跨 23 200809099 環圈720而測量)。
為了進一步地強化釘子穿透基板的能力,並同時保有 塑膠排置件結構完整性的高穩定度,則可將連結部分22 的各種結構部位變成錐形。參見第11Α圖,連結部分822 可具有橋段824,該橋段824從前導的邊緣827(首先進入 基板的邊緣)朝向尾部的邊緣8 2 9而往外形成錐形。在第 11E圖中,其係由第11A圖中的錐形連結部分1 822倒轉形 成。這兩種無肋設計,如第11A和11E圖中所示,特別適 用於捲繞式用途(第1B圖)。另外,如第iiB圖所顯示,其 肋926可為錐形且帶有一直線形橋段924或帶有一錐形橋 段1024(第11C圖)。肋1226的上方與下方尾端均為錐形, 且較佳者是以約4 5度的角度γ,並可具有或不具有一錐形 橋段1224(第11D圖),以提高剛性及產生較少殘屑。肋1226 的厚度t 1226约為0.070英吋,而橋段1224的厚度tl 224约 為0.013英吋。 參見第1 2圖,另一種減少殘屑產生的方法是將下方排 置件1112b的尺寸(寬度)縮小。在所示的實施例中,其下 方排置件1112b之寬度撕⑴以约為上方排置件^^以之寬 度w 1 1 1 2a的一半。 弟1 3 A和1 3 B圖則顯示釘排1 3 1 〇的一實施例,其中 钉1 3 1 4a,b包括從釘桿1 3 1 6向外延伸並突出於釘桿1 3 1 6 的外圓周所形成的環或似鋸齒狀突起物的構造132〇 ^該構 造1320有助於在基板上造成較大開口,以便排置材料1322 更易穿透到基板内而不產生殘屑1基本上,這種環形或似 24
200809099 132〇 口,而使得排置材料1 322可進行低應力之穿透動作。 第14八和14B圖更繪示另一實施例141〇,針"14 排置材料J422下方的釘桿1416上具有變形部142〇。這 變形部可以是多個環狀、經磨砂或粗糙化的區域或類 者,以提高該排置材料1422和釘桿1416的黏著。 在各個該些實施例中,其排置件均經過設置以在將 14a驅動進入基板時,減少或避免縮成皺狀,同時也減 殘屑的產生量。 ' 本文所參照的專利案,無論在說明内文中是否有特 聲明,所有均併入本發明作為參考。 在本揭示文中,‘‘a,,或‘‘an,,均視同包括單數及複數。 言之,任何相關於複數項的參照將(若適當)包括單數。 惟本發明雖以較佳實施例說明如上,然其並非用以 定本發明,任何熟習此技術人員,在不脫離本發明的精 和範圍内所作的更動與潤飾,仍應屬本發明的技術範疇 【圖式簡單說明】 热悉松關技藝之人士在參閱上方詳細說明及附圖 後,必能對本發明的各項優點與優勢更徹底了解,其中 第1A圖是釘排或排置件之實施例的平面視圖,其 該排置件具有一對以塑膠鑄模的運載帶,第1B圖則例 一盤繞的排置件結構; 第2圖係為沿著第1圖之線2-2所取得的剖面圖; 開 在 些 似 釘 少 別 反 限 神 之 中 示 25 200809099 第3圖係為沿著第1圖之線3-3所取得的剖面圖; 弟4圖則類似於第2圖之例示圖,顯示一錐形化的環 圈; 第5A與5B圖繪示具有呈一角度的肋之部分釘排;以 及 第6與6A圖係綠示具有凸飾的選擇性橋段部分,其 中第6A圖係為沿箸第6圖之線6A-6A所取得的剖面圖; 第7A與7B圖繪示被驅動的前導釘與該釘排分開之位 點’其中第7A圖是前導的釘分離,而第7B圖則是尾部的 釘分離; 第8A與8B,繪示各種缺口位點和配置; 第9A與9B圖繪示釘排之實施例的剖面圖,其具有同 心(第9A圖)與偏心(第9B圖)之釘子配置,並具有大和小 半徑之橋段連接到環圈的轉折區; 第9C與9D圖是一釘排的剖面視圖和部分放大的剖面 視圖,其中釘排具有厚度減縮的頸區; 第10A與10B圖是具剛性肋之細橋段(第1〇a圖)及不 具有橋段(第10B圖)的釘排之連結部分之選擇性實施例; 第11 A-11E圖繪示具有錐形化的連結部分之釘排的實 施例; 第1 2圖繪示另一個實施例,其中上方和下方排置件的 寬度不同; 第13A與13B圖繪示另一個實施例,其中緊固件包括 一穿透擴張部分;及 26 200809099 第14A與14B圖繪示另一個實施例,其中釘桿上係具 有變形部,其係在塑膠運載帶之下方。
【主要元件符號說明】 α 角度 L20M,L20C 環亂軸長 H22環圈高度 t24橋段厚度 W26肋的寬度 A 1 4 ? A 2 1 〇 軸 A 1 4 b 軸
Hi4a釘頭 tl 428頸區的厚度 W726肋的寬度 tl 226肋的厚度 10,10’ 釘排 12a 上方鑄模或排置件 14 釘 14 b 釘 18鑄模 20a 環圈 22 連結部分 24 橋段 d 1 4 距離 t20環圈厚度 124 橋段的長度 肋厚度 A 1 〇 轴 A 1 4 a 軸 P324 平面 H14b釘頭 W72G環圈的寬度 tl 224 橋段的厚度 Wiii2a,Wui2b 排置件寬度 12 排置系統/排置件 12b 下方鑄模或排置件 14a 釘 16 釘桿 20 環圈(部分) 20b 環圈 22b 連結部分 26 肋 27 200809099
30,30b 缺口 30 a 缺口壁 2 8 末端 3 2 底部 3 4 尖端 120 環圈 122 錐尖/變細區域 124 環圈部分 126 尾端 128 楔形物 210 實施例 226 肋 310 釘排 3 20 環圈 322 連結部分 324 凸飾圖案 325 肋 3 26 肋 410 釘排 420 環圈 420b 環圈 420a 釘環圈 422 連結部分 423 小半徑轉折區 424 橋段 425 大半徑轉折區 426 肋 510 實施例 520a,b 環圈 523 接合點 610 排置件 620 環圈部分 622 連結部分 624 橋段 626 肋 710 排置件 720 環圈部分 726 肋 822 連結部分 824 橋段 827 邊緣 829 邊緣 924 橋段 926 肋 1024 橋段 1112b 下方排置件 28 200809099
1112a 上方排置件 1224 橋段 1226 肋 1310 釘排 13 14a 釘 1314b 釘 1316 釘桿 1320 構造 13 22 排置材料 1410 實施例 1414 釘 1416 釘桿 1420 變形部 1422 排置材料 1423 較細區 1425 半徑區 1428 頸區 1822 連結部分 1824 橋段
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Claims (1)
- 200809099 十、申讀專利範圍: 1. 一種緊固件組合件,其係用於——相關的緊固件驅動工 具,以由該組合件而將一緊固件驅動進入一相關的基板 中,該緊固件組合件包含: 一排緊固件,該些緊固件係配置而彼此實質平行,各 個該些緊固件具有一桿;以及一排置系統(collation system ),其係由一塑膠材料鑄 模並黏接於該些緊固件上而形成,該塑膠材料界定一環圈 部分以及一連接部分,該環圈部分至少實質地環繞該緊固 件的該桿,該連結部分係延伸於相鄰的該些環圈部分之間 並連接該些環圈部分,該塑膠材料是由一具黏性之聚合物 配製而成, 其中,當由該驅動工具而驅動該緊固件時,該環圈部 分仍附著在該緊固件上,因此該環圈部分係與該緊固件一 同穿透該基板。 2·如申請專利範圍第1項所述之緊固件組合件,其中該具 黏性之聚合物是一聚稀煙(polyolefin )。 3.如申請專利範圍第2項所述之緊固件組合件,其中該聚 烯烴為下列其中之一者:聚丙烯、聚乙烯、經改質之聚烯 烴、聚烯烴與經改質之聚烯烴的一混合物、以及經順丁烯 二酐改質的聚丙烯。 30 200809099 4·如申請專利範圍第丨項所述之緊固件組合件,其中在將 該塑膠材料鑄模於該些緊固件上之前,該些緊固件係先進 行預熱。 5 ·如申明專利範圍第1項所述之緊固件組合件,其中該連 、、、口 口Ρ刀係形成為一橋段和—肋。 6·如申請專利範圍第1項所述之緊固件組合件,其中該排 置系統包括上方和下方塑膠排置件,該些排置件係鑄模在 該些緊固件上並黏接至該些緊固件,所形成的上方及下方 排置件之鑄模係彼此平行,該上方排置件係形成而較靠近 該緊固件的一頭部,而該下方排置件係形成而較靠近該緊 固件的一尖端。固件的一穿透端而逐漸變細 一種製造一緊固件組合件的 將複數個緊固件棑成一排^ 將該些緊固件預熱以提高1 將一聚合物材料鑄模在已 '的方法,其步驟包括: 排而使其彼此平行; 高該些緊固件的溫度; 已預熱的該些緊固件上以及鄭 31200809099 近的該些緊固件之間,以形成一塑膠鑄模,該塑 有一環圈以及一連接部分,談環圈係環繞箸各個 件的一桿,該連結部分則位於相鄰的該些緊固件 及 將該排緊固件冷卻而形成該緊固件組合件。 9.如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該聚 經順丁烯二酐改質的聚丙烯。 10.如申請專利範圍第8項所述之方法,其中將該 料鑄模在已加熱的該些緊固件上以及相鄰的該些 間的步驟係形成一第一塑膠鑄模,並包括將一聚 鑄模在已加熱的該些緊固件上以及相鄰的該些緊 以形成一第二塑膠鑄模的步驟,該第二塑膠鑄模 圈及一連結部分,該環圈係圍繞著各個該些緊 桿,該連結部分係介於相鄰的該些緊固件之間, 第二塑膠鑄模其中之一者是一上方鑄模,而另一 下方鑄模。 11.如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該些 經預熱到溫度至少約450°F。 12. —種緊固件組合件,其係用於一相關的緊固 膠鑄模具 該些緊固 之間;以 丙烯是一 聚合物材 緊固件之 合物材料 固件之間 具有一環 固件的一 該第一和 者則是一 緊固件係 件驅動工 32 200809099 具,以依序地將一緊固件由該組合件驅動進入一相關的基 板中,該緊固件組合件包含: 一排緊固件,該些緊固件係配置而彼此實質平行,各 個該些緊固件具有一桿並界定一軸;以及一排置系統,其係由一塑膠材料鑄模並黏接在該些緊 固件上而形成,該塑膠材料界定一環圈部分及一連結部 分,該環圈部分係實氟地環繞著該緊固件的該桿,該連結 部分係延伸於相鄰的該些環圈部分之間並連接該些環圈部 分, 其中當由該驅動工具而驅動該緊固件時,該環圈部分 仍附著在該緊固件上,因此該環圈部分係與該緊固件一同 穿透該基板,以及 其中該連結部分包括一選定的結構弱化區域,以使該 連結部分在一所要的位點上與該環圈分開。 13·如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其中該 選定的結構弱化區域是在該連結部分與位於該排緊固件之 一接續緊固件之該環圈部分的一接合點上。 14·如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其中該 選定的結構弱化區域由在該連結部分的一缺口所形成。、 15·如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其中該 33 200809099 連結部分具有一多變化的剖面區域,且該選定的結構弱化 區域之形成係藉由在該連結部分而相對於其他位點以在該 所要的位點上形成一較小剖面區域。 1 6.如申請專利範圍第1 2項所述之緊固件組合件,其中該 些緊固件相對於其對應的套筒為偏心設置,該些套筒係在 該所要的位點界定一薄壁的套筒段。17.如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其中該 連結部分包括一肋,該肋之延伸長度短於該環圈部分的一 軸長。 18. 如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其包括 位於該桿中的多個構造(formation ),且其中該塑膠材料 係鑄模在該些桿上並位於該些構造之上方。19. 如申請專利範圍第12項所述之緊固件組合件,其包括 位於該得中的多個構造,該些構造係由該桿而向外延伸, 並至少部分地超出該桿的一外圓周,而設置於該桿中的該 些構造係介於該塑膠材料和該緊固件的一尖端之間。 34
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