(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム壁構造体であって、
ａ）複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームであって、前記棒部材が、前記フレームの第１及び第２の側面ならびに前記棒部材間の壁空間を画定し、前記壁空間が、前記フレームの前記第１の側面から前記第２の側面までの前記棒部材の幅によって画定された深さを有する、フレームと、
ｂ）前記フレームの第１の側面に接して位置付けられ、前記棒部材間の前記壁空間を被覆する、繊維メッシュと、
ｃ）前記棒部材に接着され、前記棒部材間の前記壁空間を少なくとも部分的に充填する硬質のポリマー発泡体であって、前記フレームの前記第１の側面から延出し、前記繊維メッシュを封入する、硬質のポリマー発泡体と、
ｄ）フレームの第１の側面上の硬質の裏材であって、繊維メッシュの外側でかつ繊維メッシュから１．５〜１２ミリメートルの距離だけ離間されており、硬質のポリマー発泡体の外面を画定する、硬質の裏材と、
を備える、前記フレーム壁構造体。
【請求項２】
前記繊維メッシュが、０．２５４〜１．２７ｍｍの線径を有するワイヤまたは繊維のメッシュであり、２５〜８０％の開口率を有する、請求項１に記載の前記フレーム壁構造体。
【請求項３】
前記メッシュの前記ワイヤまたは繊維の主方向が、前記棒部材から３０〜６０度の角度で配向される、請求項１または２に記載の前記フレーム壁構造体。
【請求項４】
前記棒部材が、８９〜１８４ｍｍの幅を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の前記フレーム壁構造体。
【請求項５】
前記硬質のポリマー発泡体が、少なくとも６０℃のガラス転移温度を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の前記フレーム壁構造体。
【請求項６】
前記硬質のポリマー発泡体が、５１〜１５３ｍｍの厚さを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
【請求項７】
前記硬質のポリマー発泡体が、２４〜８０ｋｇ／ｍ3の密度を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
【請求項８】
前記硬質のポリマー発泡体が、ポリウレタン発泡体である、請求項１〜７のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
【請求項９】
前記硬質の裏材が、硬質のポリマー遮断発泡体である、請求項１〜８のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
【請求項１０】
前記フレームの前記第１の側面上に配向性ストランドボード、合板、またはパーティクルボードの堰層を欠いている、請求項１〜９のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
【請求項１１】
フレーム壁構造体を作製するための方法であって、
ａ）繊維メッシュを、複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームの第１の側面に接して位置付けることであって、前記棒部材が、前記フレームの第１及び第２の側面ならびに前記棒部材間の壁空間を画定し、前記壁空間が、前記フレームの前記第１の側面から前記第２の側面までの前記棒部材の幅に等しい深さを有し、前記繊維メッシュが、前記棒部材間の前記壁空間を被覆する、位置付けることと、
ｂ）硬質の裏材を、前記繊維メッシュの外側の、かつ前記繊維メッシュから１．５〜１２ミリメートルの距離だけ離間した、前記フレームの前記第１の側面上に位置付けることと、
ｃ）液状ポリマー発泡体組成物を、該棒部材間の該壁空間中へ、該メッシュを通してかつ該硬質の裏材に接して適用して、該棒部材間の該壁空間を少なくとも部分的に充填し、かつ該メッシュを封入することと、
ｄ）前記液状ポリマー発泡体組成物を硬化させて、前記繊維メッシュを封入し、前記棒部材に接着し、かつ前記棒部材間の前記壁空間を少なくとも部分的に充填し、かつ前記硬質の裏材によって画定される外面を有する、硬質のポリマー発泡体を形成することと、
を含む、前記方法。
【請求項１２】
前記繊維メッシュが、０．２５４〜１．２７ｍｍの線径を有するワイヤまたは繊維のメッシュであり、２５〜８０％の開口率を有する、請求項１１に記載の前記方法。
【請求項１３】
前記メッシュの前記ワイヤまたは繊維の主方向が、前記棒部材から３０〜６０度の角度で配向される、請求項１１または１２に記載の前記方法。
【請求項１４】
前記棒部材が、８９〜１８４ｍｍの幅を有する、請求項１１〜１３のいずれかに記載の前記方法。
【請求項１５】
前記硬質のポリマー発泡体が、少なくとも６０℃のガラス転移温度を有し、５１〜１５３ｍｍの厚さを有し、かつ２４〜８０ｋｇ／ｍ3の密度を有する、請求項１１〜１４のいずれかに記載の前記方法。
【請求項１６】
前記硬質のポリマー発泡体が、ポリウレタン発泡体である、請求項１１〜１５のいずれかに記載の前記方法。
【請求項１７】
前記硬質の裏材が、前記硬質のポリマー発泡体に接着されるようになる、請求項１１〜１６のいずれかに記載の前記方法。
【請求項１８】
前記硬質の裏材が、硬質のポリマー遮断発泡体である、請求項１７に記載の前記方法。
【請求項１９】
前記硬質の裏材を前記フレーム壁構築物から取り除くことを更に含む、請求項１１〜１７のいずれかに記載の前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム建物の構築のための壁システムに関する。
【０００２】
フレーム構築物は、住宅及び小型から中型サイズの商業用建物において広く使用される。フレーム壁は典型的に、垂直の棒部材（典型的に「スタッド」と称される）の上端及び下端を、水平部材（典型的に「ヘッダー」または「壁板」と呼ばれる）に取り付けることによって作製される。北米において、種々のフレーム部材はしばしば木材であり、最も一般には釘打ち、糊付け、またはステープル止めによって一緒に締結される。棒部材間の空間は典型的に、断熱を提供するために遮断材で少なくとも部分的に充填される。
【０００３】
建築基準法は、フレーム壁システムが風荷重下で崩壊に抵抗することを要求する。風荷重下にあるとき、風に直面する壁は、この力を横方向のラッキング荷重として、この荷重を支持する隣接の壁へと伝達する。支持壁は典型的に、風に直面する壁に対して概ね直角に配向される。支持壁は、加えられる荷重に耐えるのに十分に強力でなければならない。
【０００４】
建築基準法はまた、典型的に、壁が遮断される様態も規制する。外部壁に対する典型的な要件は、Ｒ値２０ｆｔ２・°Ｆ・ｈｒ／Ｂｔｕ（３．５２ｍ２・Ｋ／Ｗ）である。これは例えば、１立方フィート当たり２ポンド（３２ｋｇ／ｍ３）の３インチ（７．６ｃｍ）層の独立気泡スプレー発泡体またはＲ−１３もしくはＲ−１５繊維ガラスバットを、フレーム壁の外面に取り付けられた硬質のポリマー発泡体による遮断材と共に、壁空間内に適用することによって、達成することができる。
【０００５】
横方向の風荷重下で崩壊に抵抗性があり、また良好な断熱特性も示す壁システムを構築するための、安価な方法を提供することが望ましいであろう。
【０００６】
本発明は、フレーム壁構造体であって、
ａ）複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームであって、該棒部材が、該フレームの第１及び第２の側面ならびに該棒部材間の壁空間を画定し、該壁空間が、該フレームの該第１の側面から該第２の側面までの該棒部材の幅によって画定された深さを有する、フレームと、
ｂ）該フレームの第１の側面に接して位置付けられ、該棒部材間の該壁空間を被覆する、繊維メッシュと、
ｃ）該棒部材に接着され、該棒部材間の該壁空間を少なくとも部分的に充填する硬質のポリマー発泡体であって、該フレームの該第１の側面から延出し、該繊維メッシュを封入する、硬質のポリマー発泡体と、を備える、フレーム壁構造体である。
【０００７】
本発明は、フレーム壁構造体を作製するための方法であって、
ａ）繊維メッシュを、複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームの第１の側面に接して位置付けることであって、該棒部材が、該フレームの第１及び第２の側面ならびに該棒部材間の壁空間を画定し、該壁空間が、該フレームの該第１の側面から該第２の側面までの該棒部材の幅によって画定される深さを有し、該繊維メッシュが、該棒部材間の該壁空間を被覆する、位置付けることと、
ｂ）硬質の裏材を、該繊維メッシュの外側の、かつ該繊維メッシュから１．５〜１２ミリメートルの距離だけ離間した、該フレームの該第１の側面上に位置付けることと、
ｃ）液状ポリマー発泡体組成物を、該棒部材間の該壁空間中へ、該メッシュを通してかつ該硬質の裏材に接して適用して、該棒部材間の該壁空間を少なくとも部分的に充填し、かつ該メッシュを封入することと、
ｄ）該液状ポリマー発泡体組成物を硬化させて、該繊維メッシュを封入し、該棒部材に接着し、かつ該棒部材間の該壁空間を少なくとも部分的に充填する、硬質のポリマー発泡体を形成することと、を含む、方法である。
【０００８】
本発明のこのフレーム壁構造体は、横方向の風荷重に驚くほど耐性がある。封入された繊維メッシュは、著しくより低い重量及びコストで、従来のフレーム壁構造体における配向性ストランドボードまたは合板堰によって提供される強化を超えないにしてもそれと同様の強化を提供することが見出されている。本発明を用いて、ツーバイフォー構築物の場合でさえも、配向性ストランドボード、合板、または他の硬質の堰材を必要とすることなく、北米の（または他の該当する）構造規格を満たすことができる。本フレーム壁構造体は、高価な特別な材料または構築方法を用いることなく、容易にかつ安価に調製される。本発明のプロセスの一部として生産される硬質のポリマー発泡体は、断熱材として機能し、したがって、このプロセスにより、本フレーム壁構造体は、同時に北米の（または他の該当する）規格要件に合わせて、強化及び遮断される。硬質の発泡体はまた、封止層として機能することもでき、この封止層は、フレーム構造体の小さな割れ目及び他の開口部を封じる。発泡体層の適用は故に、幾つかの構築工程、すなわち、強化、遮断、及び割れ目封止が、同時に行われることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のフレーム壁構造体の部分的な断面の斜視図である。
【図２】ポリマー発泡体の適用前の、部分的に組み立てられた本発明のフレーム壁の断面の側面図である。
【図３】繊維メッシュの繊維の配向を示す、図１のフレーム壁構造体の一部分の拡大された詳細である。
【図４】図１のフレーム壁構造体の断面の側面図である。
【００１０】
図１に移ると、フレーム壁構造体１は、端部がヘッダー２に固着された棒部材３を含むフレーム１１を含む。棒部材３（及びヘッダー２）は、フレーム１１の第１の側面８及び第２の側面９を画定する。「第１の」及び「第２の側面」という表記は、便宜上、本明細書において恣意的に選択される。フレーム１１の「第１の」側面は通常、建物の外部に向かうが、それが常に当てはまるわけではない。棒部材３及びヘッダー２は、フレーム１１の第１の側面８から第２の側面９までの方向で幅Ｗ（図２）を有し、この幅Ｗは、棒部材３間の空間１０の深さを画定する。棒部材３及びヘッダー２の幅は、例えば、０．７５〜１１．２５インチ（１９〜２８６ｍｍ）であってもよい。好ましい幅は、３．５〜７．２５インチ（８９〜１８４ｍｍ）であり、より好ましい幅は、３．５〜５．５インチ（８９〜１４０ｍｍ）である。棒部材及びヘッダーは、例えば、公称ツーバイフォー、ツーバイシックス、ツーバイエイト、ツーバイテン、またはツーバイトウェルブ木材、アルミニウム、または鋼部材であってもよく、これらの数字は、インチ単位での部材の公称断面寸法を示す（実際の寸法は、商業グレードの材木においてトリミングに起因して、通常は若干より小さいことが理解される）。好ましい棒部材及びヘッダーは、ツーバイシックス及びとりわけツーバイフォーである。２重または３重棒部材及び／またはヘッダーは、該当の建築規格によって要求され得る場合に、またはより大きな局所的強度を提供するために別途所望され得る場合に、使用することができる。例えば、窓または扉のフレームを支持する棒部材はしばしば、２重にすることが要求される。
【００１１】
繊維メッシュ４は、フレーム１１の第１の側面８に接して位置付けられ、棒部材３間の壁空間１０を被覆する。図１には示されないが、フレーム１１は、窓、扉、及び他の特徴のための１つ以上の開口部、そしてフレーミングを含有してもよい。本発明において、かかる開口部は、繊維メッシュによって被覆される棒部材間の壁空間の一部ではない。
【００１２】
繊維メッシュ４は、例えば、鋼またはアルミニウムワイヤ等の金属ワイヤ、ガラス繊維、他のセラミック繊維、炭素繊維、及びポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリエステル繊維等の非エラストマー性ポリマー繊維で作製することができる。ワイヤまたは繊維は、例えば、０．００５〜０．１インチ（０．１２７〜２．５４ｍｍ）、好ましくは０．０１〜０．０５インチ（０．２５４〜１．２７ｍｍ）、より好ましくは０．０１〜０．０２５インチ（０．２５４〜０．６３５ｍｍ）の線径を有してもよい。ワイヤまたは繊維は、マルチフィラメントタイプであっても、モノフィラメントタイプであってもよい。ワイヤまたは繊維は好ましくは、繊維メッシュ４の全表面にわたって、それらが配向される特定の方向に延出するロングタイプである。ワイヤまたは繊維は、織られて、編まれて、絡み合って、または交点で結合されて、メッシュを形成してもよい。繊維メッシュ４は、例えば、２５〜８０％、好ましくは４０〜７５％、及びより好ましくは４０〜６５％の開口率を有してもよい。
【００１３】
繊維メッシュ４は好ましくは、図３の拡大図において示されるように、ワイヤまたは繊維の主方向が棒部材３に対して３０〜６０度の角度を形成するように配向される。（図２〜４の各々において、参照符号は、図１において対応して付番された特徴と同じ特徴を指す。）この角度は好ましくは、４０〜５０度、及び最も好ましくは４５度である。繊維メッシュ４をこのようにして角度付けることは、フレーム壁構造体の強度を更に増加させることが見出されている。
【００１４】
フレーム壁構造体の構築中に、繊維メッシュ４は、ステープル止め、釘打ち、糊付け、または他の手段によって棒部材３及びヘッダー２を含むフレーム部材に取り付けられてもよい。この取り付けは、繊維メッシュ４を、その後の硬質のポリマー発泡体５の適用及び硬化中に定置に保持する。繊維メッシュ４は、フレーム部材にぴったりと取り付けられ、それがフレーム１１の第１の側面８に接して平たく静置するのに十分に強く引っ張られるべきであるが、それは必ずしも繊維メッシュ４に張力を与えない。
【００１５】
繊維メッシュ４が適用された後、硬質の裏材６は、繊維メッシュ４の外側で、かつ繊維メッシュ４から１．５〜１２ミリメートルの距離だけ離間して、フレーム１１の第１の側面８上に位置付けられる。この離間距離は、図１及び２において間隙１３として示される。その後の硬質のポリマー発泡体５の適用及び硬化中に、硬質の裏材６は、硬質のポリマー発泡体層５の外面を画定する成形面として機能する。
【００１６】
一般に、図１及び２におけるシム１２等のスペーサ手段が、必須の離間距離を提供するために繊維メッシュ４と硬質の裏材６との間に位置付けられる。シム１２は、それらが主にスペーサとして機能し、ほとんどの場合、構造的機能をほとんど果たさないため、棒部材３及び／またはヘッダー２に沿って連続的にまたは断続的に載置することができる。幾つかの実施形態において、硬質の裏材６は、硬質のポリマー発泡体５が適用される前に、例えば、釘打ち、ステープル止め、糊付け、または同様の方法によって、フレーム１１に固定される。これは、硬質の裏材６が完成したフレーム壁構造体の一部となるべき場合に好ましい（しかし必要ではない）。
【００１７】
硬質の裏材６が完成したフレーム壁構造体の一部となる実施形態において、それは、追加の機能を果たし得る。硬質の裏材６は、例えば、硬質のポリマー遮断発泡体等の断熱層、配向性ストランドボード、パーティクルボード、合板、もしくは他の木材製品等の堰または強化層、種々のタイプの化粧表面等であってもよく、これらが完成したフレーム壁構造体の一部となる。硬質の裏材６が、配向性ストランドボード、パーティクルボード、合板、または他の木材製品以外の何らかのものであるか、あるいはかかる材料が硬質の裏材層６として使用される場合、それが、液状のポリマー発泡体組成物の適用及び硬化後に取り除かれることが好ましい。硬質の裏材層が完成したフレーム壁構造体から取り除かれないものであるときの最も好ましい硬質の裏材層は、硬質のポリマー遮断発泡体である。
【００１８】
他の実施形態において、硬質の裏材６は、完成したフレーム壁構造体の一部とならず、すなわち、硬質の裏材６は、硬質のポリマー発泡体５が適用及び硬化された後に、完成した壁構造体１から分離される。かかる場合において、硬質の裏材６は、上述のタイプを含む、任意の硬質表面であることができる。かかる実施形態における硬質の裏材は、例えば、床または壁表面、木材、複合物、金属またはコンクリート板等であり得る。
【００１９】
液状ポリマー発泡体組成物は次いで、棒部材３間の壁空間１０中に、繊維メッシュ４を通してかつ硬質の裏材６に接して適用されて、棒部材３間の壁空間１０を少なくとも部分的に充填し、かつ繊維メッシュ４を封入する。液状ポリマー発泡体組成物は次いで、硬化されて、硬質のポリマー発泡体５を形成する。図１及び４に示されるように、硬質のポリマー発泡体５は、繊維メッシュ４を封入し、棒部材３に接着し、かつ棒部材３間の壁空間１０を少なくとも部分的に充填する。
【００２０】
液状ポリマー発泡体組成物は、硬化すると、硬質のポリマー発泡体を形成するものである。硬化した硬質の発泡体は好ましくは、示差走査熱量測定によって測定するとき、少なくとも３０℃、より好ましくは少なくとも６０℃、及び依然としてより好ましくは少なくとも９０℃のガラス転移温度を有する。ポリマー発泡体組成物は、有機ポリマー構成成分及び／または反応して有機ポリマーを形成するポリマー前駆体を含有する。ポリマー発泡体組成物は、同伴ガス、物理膨張剤、または硬化工程中に反応もしくは分解してガスを生成する化学膨張剤を含む。
【００２１】
好ましいポリマー発泡体組成物は、ポリウレタン形成組成物である。ポリウレタン形成組成物は、１つ以上のイソシアネート化合物及びイソシアネート化合物（複数化）と反応してポリウレタンを生成する１つ以上の硬化剤を含む。幾つかの実施形態における硬化剤（複数可）は、水を含み、それはイソシアネート基と反応して二酸化炭素ガスを発生し、また尿素結合を形成することによってポリマー鎖を伸長する。硬化剤はまた、イソシアネート基と反応してポリウレタンを形成する種々のポリオール、ポリアミン、及びアミノアルコール化合物を含有してもよい。ポリウレタン形成組成物は、水の代わりにまたは水に加えて、１つ以上の物理膨張剤を含んでもよい。ポリウレタン形成組成物は、有用であり得る場合、種々の触媒、界面活性剤、着色剤、及び他の添加剤を含有してもよい。
【００２２】
ポリウレタンスプレー発泡体による遮断組成物は、市販されており、有用である。これらの例としては、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙによりＳｔｙｒｏｆｏａｍ（商標）及びＦｒｏｔｈ−Ｐａｋ（商標）の商標名の下で販売されるものがある。
【００２３】
他のタイプのポリマー発泡体組成物もまた有用である。これらには、エポキシ樹脂組成物、炭素−Ｍｉｃｈａｅｌポリマー発泡体組成物、及び種々の発泡ラテックス組成物等の熱硬化性ポリマー発泡体組成物が含まれる。発泡ラテックス組成物は、高い（少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも６０℃、より好ましくは少なくとも９０℃）ガラス転移温度を持つポリマー粒子の、連続液相中の分散体である。発泡ラテックス組成物は、重合機構よりもむしろ乾燥によって主に硬化するが、乾燥工程中または乾燥工程後にポリマー粒子間の何らかの反応が生じ得る。前述の場合の各々において、ポリマー発泡体組成物は、発泡体構造体を形成するために同伴ガスまたは物理発泡剤を含有する。
【００２４】
ポリマー発泡体組成物は好ましくは、周囲温度で自発的に硬化するように配合される。
【００２５】
ポリマー発泡体組成物は、噴霧、注入等の任意の好都合なプロセスによって適用することができるが、このうち噴霧法が好ましい。
【００２６】
ポリマー発泡体組成物の十分な量が適用されて、繊維メッシュ４を封入し、かつ棒部材２間の空間１０を少なくとも部分的に充填する。適用されたポリマー発泡体組成物は典型的に、硬質の裏材６に接触するであろう。かかる場合において、適用されたポリマー発泡体組成物は通常、硬質のポリマー発泡体５の適用前に硬質の裏材６に適用された状態の剥離層でない限り、硬化すると、硬質の裏材６への接着結合を形成する。
【００２７】
ポリマー発泡体組成物は次いで、定置に硬化される。硬化は、具体的な組成物に応じて、ポリマー発泡体組成物を反応させ、かつ／または乾燥させることによって行われる。一旦硬化すると、硬質のポリマー発泡体は、繊維メッシュを封入し、棒部材間の空間を少なくとも部分的に充填する。それは硬質の裏材に接着してもよく、この接着は、硬質の裏材が完成したフレーム壁構造体の一部となるべき場合に好ましい。
【００２８】
硬化した硬質のポリマー発泡体は、１６〜２４０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは２４〜８０ｋｇ／ｍ３、及び依然としてより好ましくは２４〜５５ｋｇ／ｍ３の発泡体密度を有してもよい。それは好ましくは、少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも９０％、独立気泡を含有する。硬化した硬質のポリマー発泡体の厚さは、例えば、０．５〜６インチ（１２．７〜１５３ｍｍ、１．５〜６インチ（３８〜１５３ｍｍ）または１．５〜４インチ（３８〜１０２ｍｍ）であってもよい。
【００２９】
ポリマー発泡体組成物が定置に留まるのに十分に硬化した後、硬質の裏材６は、それが完成したフレーム壁構造体の一部とならないものである場合、取り除かれてもよい。とりわけ好ましい実施形態において、硬質の裏材６は、１〜１２（２．５４〜３０．５ｃｍ、好ましくは１．５〜４インチ（２．８１〜１０．２ｃｍ）の厚さを有する、ポリマー発泡体ボードによる遮断材である。
【００３０】
本発明のフレーム壁アセンブリは、例えば、外壁または内壁等の垂直フレーミング部材、床または天井等の水平フレーミング部材、及び屋根、傾斜板等の勾配フレーミング部材等として使用することができる。それは、フレーム建物の外壁として特に対象となる。
【００３１】
次の実施例は、本発明の範囲を限定するためではなく、本発明を例示説明するために提供される。全ての部及びパーセンテージは、別途指定されない限り重量を基準とする。
【００３２】
実施例１〜４及び比較試料Ａ〜Ｄ
２通りのフレームを次のように構築する：公称ツーバイフォー木製スタッドを、３．５インチ（８．９ｃｍ）フレーミング釘を使用してツーバイフォー底板及びツーバイフォー上板に釘打ちする。スタッド離間距離は、１６インチ（４１ｃｍ）（芯々）である。第２のツーバイフォーを、３インチ（７．６ｃｍ）フレーミング釘を使用してヘッダー上に釘打ちして、２重上板を形成する。結果として生じるフレームは、８フィート（２．４４メートル）高及び８フィート（２．４４メートル）幅である。
【００３３】
比較試料Ａを形成するために、７／１６インチ（１１ｍｍ）配向性ストランドボードの２つの４フィート×８フィート（１．２２×２．４４メートル）シートを、２インチ（５．０８ｃｍ）リングシャンク釘を使用して、外縁部上に６インチ（１５．２ｃｍ）毎及びスタッド線に沿って１２インチ（３０．４ｃｍ）毎の締結パターンで、フレームのうちの１つの一側面に釘打ちする。    
【００３４】
比較試料Ｂを形成するために、コーティングされたガラス繊維メッシュ（ＳＴＯ  Ａｒｍｏｒ  Ｍａｔ  １５ｏｚ／ｙｄ２（５１５ｇ／ｍ２）（白）４×４サイズ）を、フレームのうちの１つの一側面にステープル止めする。このガラス繊維メッシュは、リニアインチ当たり（リニア２．５４ｃｍ当たり）約４つの目開きを持つ平織りを有する。ステープル止めを、１インチ（２．５４ｃｍ）Ｂｏｓｔｉｃｈ  Ｃｒｏｗｎステープル（長さ１．２５インチ（３１ｍｍ））を使用して、全てのスタッド線上で３〜４インチ（７．６〜１０．２ｃｍ）離間して行う。メッシュ内のワイヤは、スタッド方向から４５度で配向される。
【００３５】
比較試料Ｃを、ガラス繊維メッシュを、繊維が平行かつスタッド方向に直角になるように配向することを除いて、比較試料Ｂと同じ方式で作製する。
【００３６】
実施例１を次のように作製する：ガラス繊維メッシュを、比較試料Ｂに記載されるようにフレームにステープル止めする。次いで、１／８インチ（３．２ｍｍ）厚の木製シムを、繊維メッシュを覆ってスタッド、底板、及び上板の各々に断続的に釘打ちする。１インチ（２．５４ｃｍ）厚の押出ポリスチレン発泡体ボードの２つの４フィート×８フィート（１．２２×２．４４メートル）シートを次いで、１．５インチ（３．８ｃｍ）キャップ釘を使用して、シム及び繊維メッシュを通してスタッド、上板、及び底板にキャップ釘で釘打ちする。このポリスチレン発泡体ボードは、硬質の裏材層として機能する。２．５〜３インチ（６．３−７．６ｃｍ）厚のポリウレタン発泡体配向物の層を次いで、スタッド間の空間中に噴霧して、繊維メッシュに浸透させ、ポリスチレン発泡体に接触させる。ポリウレタン発泡体配向物は硬化して、１平方フィート（３２ｋｇ／ｍ３）当たり約２ポンドの密度を有する硬質のポリウレタン発泡体を形成する。この発泡体は、繊維メッシュを包含し、スタッド間の空間を部分的に充填する。
【００３７】
実施例２を、シムが１／４インチ（６．３５ｍｍ）厚であることを除いて、実施例１と同じ方式で作製する。
【００３８】
実施例３を、繊維メッシュがＳＴＯ標準（黄）６×６ガラス繊維メッシュであることを除いて、実施例１と同じ方式で作製する。それは、リニアインチ当たり（リニア２．５４ｃｍ当たり）約６つの目開きを持つ平織りを有する。
【００３９】
実施例４を、シムが１／４インチ（６．３５ｍｍ）厚であることを除いて、実施例３と同じ方式で作製する。
【００４０】
比較試料Ｄを、シムを省き、かつポリスチレン発泡体を繊維メッシュの上部に、それらの間に間隙を設けずに直接取り付けることを除いて、実施例３及び４と同じ方式で作製する。
【００４１】
実施例１〜４及び比較試料Ａ〜Ｄを、ＡＳＴＭ  Ｅ７２に従ってラッキング強度抵抗性試験に供する。試験壁フレームを、上板（複数可）の端部がラムに面した状態で、試験デバイスの底部載置ユニットにボルト締めする。ＡＳＴＭ試験プロトコルに従って、水圧ラムにより、フレームが破損するまで、または総計４インチ（１０．２ｃｍ）のたわみに達するまでのいずれかで、測定の荷重を試験壁フレームの上角部に適用する。破損（または破損が生じない場合は４インチ（１０．２ｃｍ）のたわみ）時の荷重を、試験壁フレームの強度の指標として測定する。
【００４２】
結果は、表１に示される通りである。
【００４３】
【表１】
0006329266.tif 000002
【００４４】
比較試料Ａは、従来のツーバイフォー外壁構築物を表し、故にベースラインの性能目標を提示する。比較試料Ｂは、繊維メッシュ単独（それは強化部材として、配向性ストランドボードよりも非常に大幅に劣る）の効果を示す。
【００４５】
比較試料Ｃは、繊維メッシュ及びポリスチレン発泡体層の組み合わせた硬化を示す。この試料の強度は、ベースラインの場合（比較試料Ａ）よりも約一桁低い。
【００４６】
実施例１〜４は、本発明の驚くべき性能を実証する。各場合の強度は、ベースラインの場合の強度をはるかに超える。このデータは、メッシュ層及び硬質の発泡体層の組み合わせの効果を示す。メッシュ層が強化をほとんどまたは全く提供しないとしても（比較Ｂ）、一旦、硬質の発泡体層が本発明により適用されると、強度の非常に大幅な増加が達成される。
【００４７】
比較試料Ｄは、間隙の重要性を実証する。強度は、ベースラインの場合に匹敵するが、実施例１〜４の結果には程遠い。
【００４８】
実施例６及び７
実施例６を、押出ポリスチレン発泡体ボードを発泡性ポリスチレンビーズ発泡体ボードで置換することを除いて、上記の実施例１と概して同じ様態で生産する。実施例７を、ポリスチレンフィルム層を、それがフレームに取り付けられるときにポリスチレン発泡体上に配置することを除いて、実施例６と同じ様態で生産する。ポリスチレンフィルムは、剥離層として機能する。一旦ポリウレタン発泡体が適用及び硬化されると、ポリスチレン発泡体は取り除かれる。
【００４９】
ラッキング強度抵抗性試験を行うと、実施例６は、６０１２ポンド（２７．７キロニュートン）の適用荷重で破損し、一方で実施例７は、５９９９ポンド（２７．６キロニュートン）で破損する。これらの結果は、優に実験誤差の範囲内であり、実施例１〜６におけるポリスチレン層が本質的に何の強化も提供しないことを実証する。実施例１〜６における結果はしたがって、本発明によるメッシュ及びメッシュを包含する硬質の発泡体層の存在に明確に起因する。
【００５０】
実施例８及び比較試料Ｅ
実施例８を、フレームアセンブリを除いて、実施例１と同じ方式で作製する。この実施例において、フレームアセンブリは、スタッドを２４インチ（６１ｃｍ）（芯々）離間することによって、また２重上板を単一上板で置換することによって、修正する。破損時のラッキング強度荷重は、４４９８ポンド（２０．０キロニュートン）である。予想通り、実施例１〜７と比較してより低い強度は、より幅広いスタッド離間距離を反映している。
【００５１】
比較試料Ｅを、同一のフレームを使用して作製する。金属ストラップ（１インチ（２．５４ｃｍ）幅、１／１６インチ（１．６ｍｍ）厚）を、フレームに、各角部から対角線上に釘打ちし、「Ｘ」を形成する。ポリスチレン発泡体ボードを、フレームに、金属ストラップを覆って直接釘打ちする。ポリウレタン発泡体層は何ら適用しない。この試料のラッキング荷重強度は、わずか１５６３ポンド（６．９５キロニュートン）である。
【００５２】
実施例９及び比較試料Ｆ
実施例９は、ポリウレタン発泡体層がわずか約１インチ（２．５４ｃｍ）厚であることを除いて、実施例１と同一である。この試料のラッキング荷重強度は、６３７８ｌｂ（２８．４キロニュートン）である。この実施例は、硬質の発泡体層の厚さが、それが繊維メッシュを封入する限り、ラッキング強度にとって特別には重要でないことを示す（より大きい厚さはより高い断熱には確かにつながるが）。
【００５３】
比較試料Ｆは、繊維メッシュを省き、かつポリスチレン発泡体をフレームに直接取り付ける（すなわち、シムを省く）ことを除いて、実施例１と同一である。ラッキング荷重強度は、わずか３２０２ポンド（１４．２キロニュートン）である。この試料は、配向性ストランドボードで堰止めされた従来のフレーミングに見合った強度を得るためにはメッシュが必要であることを示す。
本開示は以下も包含する。
［１］  フレーム壁構造体であって、
ａ）複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームであって、前記棒部材が、前記フレームの第１及び第２の側面ならびに前記棒部材間の壁空間を画定し、前記壁空間が、前記フレームの前記第１の側面から前記第２の側面までの前記棒部材の幅によって画定された深さを有する、フレームと、
ｂ）前記フレームの第１の側面に接して位置付けられ、前記棒部材間の前記壁空間を被覆する、繊維メッシュと、
ｃ）前記棒部材に接着され、前記棒部材間の前記壁空間を少なくとも部分的に充填する硬質のポリマー発泡体であって、前記フレームの前記第１の側面から延出し、前記繊維メッシュを封入する、硬質のポリマー発泡体と、を備える、前記フレーム壁構造体。
［２］  前記繊維メッシュが、０．２５４〜１．２７ｍｍの線径を有するワイヤまたは繊維のメッシュであり、２５〜８０％の開口率を有する、上記態様１に記載の前記フレーム壁構造体。
［３］  前記メッシュの前記ワイヤまたは繊維の主方向が、前記棒部材から３０〜６０度の角度で配向される、上記態様１または２に記載の前記フレーム壁構造体。
［４］  前記棒部材が、８９〜１８４ｍｍの幅を有する、上記態様１〜３のいずれかに記載の前記フレーム壁構造体。
［５］  前記硬質のポリマー発泡体が、少なくとも６０℃のガラス転移温度を有する、上記態様１〜４のいずれかに記載の前記フレーム壁構造体。
［６］  前記硬質のポリマー発泡体が、５１〜１５３ｍｍの厚さを有する、上記態様１〜５のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
［７］  前記硬質のポリマー発泡体が、２４〜８０ｋｇ／ｍ3の密度を有する、上記態様１〜６のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
［８］  前記硬質のポリマー発泡体が、ポリウレタン発泡体である、上記態様１〜７のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
［９］  前記封入された繊維メッシュの外側の、前記フレームの側面第１の側面上に硬質の裏材を更に備える、上記態様１〜８のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
［１０］  前記硬質の裏材が、硬質のポリマー遮断発泡体である、上記態様９に記載の前記フレーム壁構築物。
［１１］  前記フレームの前記第１の側面上に配向性ストランドボード、合板、またはパーティクルボードの堰層を欠いている、上記態様１〜１０のいずれかに記載の前記フレーム壁構築物。
［１２］  フレーム壁構造体を作製するための方法であって、
ａ）繊維メッシュを、複数の、離間した、実質的に平行な棒部材を備えるフレームの第１の側面に接して位置付けることであって、前記棒部材が、前記フレームの第１及び第２の側面ならびに前記棒部材間の壁空間を画定し、前記壁空間が、前記フレームの前記第１の側面から前記第２の側面までの前記棒部材の幅に等しい深さを有し、前記繊維メッシュが、前記棒部材間の前記壁空間を被覆する、位置付けることと、
ｂ）硬質の裏材を、前記繊維メッシュの外側の、かつ前記繊維メッシュから１．５〜１２ミリメートルの距離だけ離間した、前記フレームの前記第１の側面上に位置付けることと、
ｃ）液状ポリマー発泡体組成物を、該棒部材間の該壁空間中へ、該メッシュを通してかつ該硬質の裏材に接して適用して、該棒部材間の該壁空間を少なくとも部分的に充填し、かつ該メッシュを封入することと、
ｄ）前記液状ポリマー発泡体組成物を硬化させて、前記繊維メッシュを封入し、前記棒部材に接着し、かつ前記棒部材間の前記壁空間を少なくとも部分的に充填する、硬質のポリマー発泡体を形成することと、を含む、前記方法。
［１３］  前記繊維メッシュが、０．２５４〜１．２７ｍｍの線径を有するワイヤまたは繊維のメッシュであり、２５〜８０％の開口率を有する、上記態様１１に記載の前記方法。
［１４］  前記メッシュの前記ワイヤまたは繊維の主方向が、前記棒部材から３０〜６０度の角度で配向される、上記態様１２または１３に記載の前記方法。
［１５］  前記棒部材が、８９〜１８４ｍｍの幅を有する、上記態様１２〜１４のいずれかに記載の前記方法。
［１６］  前記硬質のポリマー発泡体が、少なくとも６０℃のガラス転移温度を有し、５１〜１５３ｍｍの厚さを有し、かつ２４〜８０ｋｇ／ｍ3の密度を有する、上記態様１２〜１５のいずれかに記載の前記方法。
［１７］  前記硬質のポリマー発泡体が、ポリウレタン発泡体である、上記態様１２〜１６のいずれかに記載の前記方法。
［１８］  前記硬質の裏材が、前記硬質のポリマー発泡体に接着されるようになる、上記態様１２〜１７のいずれかに記載の前記方法。
［１９］  前記硬質の裏材が、硬質のポリマー遮断発泡体である、上記態様１８に記載の前記方法。
［２０］  前記硬質の裏材を前記フレーム壁構築物から取り除くことを更に含む、上記態様１２〜１８のいずれかに記載の前記方法。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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