ストーム保護のための複合材
竜巻からのような風に吹き飛ばされる破片からの保護を与える建物の複合部分として好適な複合材は、順に軽量材料、樹脂で接合された高強力繊維の布の層および合板のような構造外装材料の層を含んでなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厳しい暴風雨、特に竜巻によって発生するもののような風に運ばれる破片による貫通に耐えるための壁およびドアの補強用の高強力複合外装の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストームシェルターおよび地下室は、竜巻またはハリケーン活動を受ける傾向がある地方で厳しい暴風雨からの保護のための安全な安息所を提供するために必要である。これらのシェルターは典型的には現場打ちコンクリート、スチール補強石造建築、または重い重量のシート金属で建設されてきた。ストームシェルターおよび地下室に適切なデザインの詳細は、嵐からの保護獲得−刊行物３２０（Ｔａｋｉｎｇ Ｓｈｅｌｔｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｓｔｏｒｍ−Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ ３２０）および地域共同体シェルターについてのデザインおよび建設手引き−刊行物３６１（Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｓｈｅｌｔｅｒｓ−Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ ３６１）のような連邦危機管理庁（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｃｙ）（ＦＥＭＡ）からの刊行物に詳述されている。現行デザインは、暴風雨で発生する風に運ばれる破片に対する抵抗性を提供するためにコンクリートおよびスチールのような普通の重い重量の建築材料の使用に依存している。
【０００３】
現行デザインは現行建物慣行へ容易に組み入れられず、壁構造の著しい重量増加をもたらす。ＦＥＭＡ刊行物３２０に記載されている木材骨組みアプローチは、中空でない石造建築または１４ゲージ・スチール板の連続外装での壁セクションの内部充填を必要とする。これらのシェルター用のドアは、必要とされる耐貫通性を与えるために最小１４ゲージ・シート金属での補強を必要とした。これらのアプローチは面倒であり、据え付けるのが困難であり、現場作業して糊付けするのが困難である。ドアに関しては、現在の解決策は安全性問題および不満足な美学を導入する重い重量のドアをもたらす。
【０００４】
連邦危機管理庁に提出された「厳しい風嵐に対する高められた保護（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｅｖｅｒｅ Ｗｉｎｄ Ｓｔｏｒｍｓ）」という表題のクレムソン大学（Ｃｌｅｍｓｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）による２０００年５月３１日付け報告書は、風に運ばれる破片に対するシェルター壁の補強への幾つかの追加アプローチを記載している。概念は、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）クロスを利用した４壁（番号９、１０、１１および１７）を含んだ。３６ページの図１２は、これらの軟質のクロス概念が「竜巻シェルターについての全米性能判定基準（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ Ｔｏｒｎａｄｏ Ｓｈｅｌｔｅｒｓ）」を満たすのに必要とされる耐衝撃性の４４％以下を提供したことを示している。この研究で提案された何の概念も前記要件の６０％より多くを提供しなかった。
【０００５】
竜巻およびハリケーンで発生するもののような風に運ばれる破片からの保護を提供するための現場にやさしい軽量材料を使用する壁およびドアの補強方法を求める大きな要求が存在する。しかしながら、竜巻によってもたらされる風速は、ハリケーンによってもたらされる風速を大きく上回る２００マイル毎時を超え得る。それ故、より高い竜巻風速によって発生する風に運ばれる破片に耐えるための現場で作業可能な軽量外装を求める特別の要求が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、順に
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記複合材がラーメンに取り付けられて、前記布層が米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４発射体によって衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材に関する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態では、複合材は順に
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．１０グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなり、
ラーメンに取り付けられて、前記接合された布層はＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）発射体を用いて５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう。
【０００８】
本複合材は、ハリケーンによるのみならず実質的により高い風速の竜巻からの風に吹き飛ばされる破片にさらされる世界の地域に設置されるストームシェルターおよび住宅の建設に特に適合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、課題を解決するための手段で定義されたような高強力偏位層を用いる複合材の形成での改善である。高強度偏位層は構造外装と組み合わせて風に吹き飛ばされる破片からの保護を提供するのに非常に有効であるが、支持壁内の骨組み木材が高強力偏位層の効率を達成することができる。
【００１０】
本発明は、高強力偏位層に隣接する軽量材料の層の使用によって、得ることができる保護の程度の改善を提供する。この層は、変形するのを遮るものがない偏位領域を提供する。
【００１１】
２００マイル毎時を上回る風速の竜巻によって発生するような風に吹き飛ばされる破片からの保護用の建造物の材料の形成において、必要な出発原料は高強力繊維を含む布である。織布が好ましいが、布は織布または不織布であってもよい。高強力繊維は周知であり、本明細書で用いるところでは、デシテックス当たり少なくとも１０グラムのテナシティおよびデシテックス当たり少なくとも１５０グラムの引張弾性率を有する繊維を意味する。糸はアラミド、ポリオレフィン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ガラスなどのような繊維から製造することができ、かかる糸の混合物から製造されてもよい。
【００１２】
布は１００パーセントまでのアラミド繊維を含んでもよい。「アラミド」とは、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合しているポリアミドを意味する。アラミド繊維の例は、ダブリュ．ブラック（Ｗ．Ｂｌａｃｋ）ら著、人造繊維−科学および技術、第２巻、繊維形成芳香族ポリアミドという表題のセクション、インターサイエンス・パブリッシャーズ（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）社、１９６８年、２９７ページに記載されている。アラミド繊維は、また、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に開示されている。
【００１３】
パラ−アラミドはアラミド糸中の一般ポリマーであり、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）は一般パラ−アラミドである。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンと塩化テレフタロイルとのモル対モル重合から生じるホモポリマー、ならびにまた、ｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンおよび塩化テレフタロイルと共に少量の他の二酸クロリドの組み入れから生じる共重合体をも意味する。原則として、他のジアミンおよび二酸クロリドが重合反応を妨げる何の反応基も持たないことのみを条件として、他のジアミンおよび他の二酸クロリドは、ｐ−フェニレンジアミンまたは塩化テレフタロイルの約１０モルパーセントほどに多くまで、または多分僅かにそれよりも高い量で使用することができる。ＰＰＤ−Ｔは、また、例えば、塩化２，６−ナフタロイルまたは塩化クロロ−もしくはジクロロテレフタロイル、または３，４−ジアミノジフェニルエーテルのような他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸クロリドの組み入れから生じる共重合体をも意味する。
【００１４】
「ポリオレフィン」とは、ポリエチレンまたはポリプロピレンを意味する。ポリエチレンとは、少量の鎖分岐または１００個の主鎖炭素原子当たり５変性単位を超えないコモノマーを含んでもよい、およびまた、アルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのような約５０重量パーセント以下の１つもしくはそれ以上のポリマー添加物、または一般に組み入れられる酸化防止剤、滑剤、紫外線遮断剤、着色剤などのような低分子量添加剤をそれと主に混合されて含んでもよい好ましくは百万よりも大きい分子量の主に線状のポリエチレン材料を意味する。かかるものは一般に拡大連鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）として知られている。同様に、ポリプロピレンは、好ましくは百万よりも大きい分子量の主に線状のポリプロピレン材料である。高分子量の線状ポリオレフィン繊維は商業的に入手可能である。
【００１５】
ポリベンゾオキサゾールおよびポリベンゾチアゾールは好ましくは次の構造のポリマーで構成されている。
【００１６】
【化１】
【００１７】
窒素原子に結合して示される芳香族基は複素環であってもよいが、それらは好ましくは炭素環であり、そしてそれらは縮合または非縮合多環系であってもよいが、それらは好ましくは単一六員環である。ビス−アゾールの主鎖中に示される基は好ましいパラ−フェニレン基であるが、当該基はポリマーの製造を妨げない任意の二価有機基で置き換えられてもよいし、何の基もなくてもよい。例えば、当該基は１２個までの炭素原子の脂肪族、トリレン、ビフェニレン、ビス−フェニレンのどれかなどであってもよい。
【００１８】
本発明でのさらなる要件は、使用される布中の高強力繊維の個々の繊維を結合するための樹脂の使用である。樹脂は、ポリエチレン、アイオノマー、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシおよびフェノール樹脂および熱可塑性エラストマーのような多種多様な成分から選択されてもよい。
【００１９】
樹脂は、例えば圧力下になど、コーティングまたは含浸によって高強力繊維を含む布に塗布されてもよい。
【００２０】
しかしながら、本発明には布と高強力繊維／樹脂組合せとの組合せに決定的に重要なことが存在する。この組合せは支持構造にしっかりと固定された時にある種のパラメーター内で偏位する能力を持たなければならないことが発見された。
【００２１】
従って、高強力布／樹脂組合せは、「飛翔体によって衝打されるおよび周期的な圧力差にさらされる外部窓、ある種の壁、ドアおよび雨戸の性能についての標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｅｘｔｅｉｏｒ Ｗｉｎｄｏｗ，Ｃｅｒｔａｉｎ Ｗａｌｌｓ，Ｄｏｏｒｓ ａｎｄ Ｓｔｏｒｍ Ｓｈｕｔｔｅｒｓ Ｉｍｐａｃｔｅｄ ｂｙ Ｍｉｓｓｉｌｅ（ｓ）ａｎｄ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）」という表題のＡＳＴＭ試験方法Ｅ１８８６−９７を用いて竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加（Ｆｉｒｓｔ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日に従って試験した時に、層状複合材内で偏位能力を持たなければならない。試験のハイライトには、試験検体を取り付ける工程、検体を１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で推進する３３キログラム（１５ポンド）２×４飛翔体で衝打する工程および試験結果を観察し、測定する工程が含まれる。ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７は、２×４材木飛翔体、飛翔体推進装置、速度測定システムの使用および高速ビデオまたは写真カメラの使用のような様々な要件に特有である。本明細書では、本開示の目的のための試験手順は、実際の壁据え付けを代表するようなやり方で、任意の試験検体を好適な支持骨組みに取り付ける工程を含むことが理解される。次にかかる検体は、パネルの中心でまたはその近くで合板面上で衝打される。２×４材木飛翔体は、発射体の貫入深さの追跡を可能にするのに好適な指標付けマークでマークされるべきである。写真またはビデオカメラは、発射体の貫入深さを監視するために配置されるべきであり、かかるカメラは１０００フレーム毎秒の最低フレーム速度を有するべきである。
【００２２】
記載された試験手順に従って、樹脂で接合された高強力繊維を含む布の組合せは５．０〜１７．５ｃｍの範囲内で偏位するであろう。より好ましくは。偏位は８．０〜１６．０ｃｍ、最も好ましくは１０．０〜１５．０ｃｍの範囲にあろう。偏位の程度は建物構造でのその最終使用によって決定されてもよい。例示的には、布／樹脂組合せの最大規定偏位は、クロス／樹脂組合せを含む壁に近接する居住者の近さのために住宅では望ましくないかもしれない。しかしながら、上記範囲内の最小偏位は布の追加厚さを必要とし、建造物の高コストをもたらし得る。本明細書で用いられるところでは、布は２層以上のクロスを含む。本明細書で用いられるところでは、偏位は構造外装からの高強力布／樹脂組合せの分離の最大測定距離を意味する。測定は高速写真と併用して行われなければならないことが理解される。偏位測定についての例示目的のためには、発射体での試験手順中に、構造外装の幾らかの胴曲がりがあってもよい。偏位についての測定値は距離である、すなわち、外装の胴曲がり部分からの高強力布／樹脂組合せの分離である。それは、先に記載された試験実施中に集められた写真またはビデオ記録の再検討から、事象中の貫入の最大深さを測定し、構造外装の厚さを差し引くことから測定することができる。
【００２３】
合板と組み合わせた高強力繊維、すなわち、ケブラー（登録商標）アラミドを含む布の使用は、本発明の背景で参照されたクレムソン大学報告書で以前に試験された。しかしながら、この報告書の試験手順に従って、ケブラー（登録商標）アラミド／合板の完全貫通は７３マイル毎時の速度の９ポンド発射体で起こった。
【００２４】
本発明では、高強力繊維／樹脂を含む布の組合せの追加目的は壁またはドアの構造補強であるので、前記組合せは木材ベースのまたは他の構造外装材料との併用のためである。用語「構造外装」は、構造建物支持を提供する任意の材料を含む。好ましい材料は、建築業での広範な使用のために、木材、特に合板である。しかしながら、他の材料が建物支持としての機能を果たす構造外装として知られており、典型的な例はセメントで補強された繊維板である。布／樹脂組合せは一般に軟質で、例示目的のために少なくとも０．６５ｃｍ（４分の１インチ）、好ましくは支持目的のために少なくとも１．２７ｃｍ（２分の１インチ）であってもよい外装と共に使用されるであろう。構造外装のタイプは本発明の成功に決定的に重要ではない。外装は硬材または軟材製のように中空でなくてもよく、または合板のような複合材の形にあっても、もしくはセメントの多い繊維板のような非木材外装であってもよい。実際問題として、合板が壁構造体で使用される普通の材料であるので、本発明のほとんどの用途は合板との併用であろう。建物構造中で、内部部分、すなわち、例えば居住者を保護すべき部屋に面する布／樹脂の組合せの外壁であるまたはその外壁に面する構造外装には何の最大厚さもない。
【００２５】
それゆえ、住宅での保護シェルターまたは１つもしくはそれ以上の部屋の建設では、破片が接触およびクロス／樹脂の組合せの偏位での保持の前に貫入して木材に一撃を加えるように、構造外装は風に運ばれる任意の破片の方向に向くことが意図される。構造外装での通常の建物建設および技術が用いられてもよいので、本発明は特に有利であることが理解される。
【００２６】
屋内射撃訓練場の壁、天井および床の被覆加工材としてアラミド繊維／木材組合せの使用が独国特許第１９５ １２５８２号明細書に開示されたことは注目される。しかしながら、高速／低重量発射体の射撃訓練場の要件は、壁偏位と２００マイル毎時を超える風速による風に運ばれる破片の貫通を阻止する能力との本発明の要件とは全く異なる。
【００２７】
先に述べられたように、高強力偏位層と構造外装との組合せは風に吹き飛ばされる破片を止めるのに有効である。しかしながら、偏位層および構造外装は支持される必要がある、すなわち、居住施設のような建築構造では、支持材料は典型的には木材であるが、商業建造物では支持材料は典型的には木材または金属である。
【００２８】
さらに、住宅建築では、偏位層および構造外装用の支持構造は典型的には耐荷重性であり、すなわち、建物の一部を支持するのを助けるが、商業建築では支持は耐荷重性であってもそうでなくてもよい。
【００２９】
しかしながら、偏位層および構造外装の衝撃（例えば、風に吹き飛ばされる破片などからの）に耐える効率性は耐荷重性支持材によってもたらされ得ることが見いだされた。
【００３０】
本発明では、次の複合建造物
・軽量材料
・高強力偏位層
・構造外装
が順に存在する軽量材料の使用によって耐衝撃性または耐打撃性について改善がある。
【００３１】
軽量材料は０．２５グラム毎立方センチメートル以下、好ましくは、０．１０グラム毎立方センチメートル以下、より好ましくは、０．０５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有するであろう。
【００３２】
軽量材料は軟質でも硬質でもよい。しかしながら、硬質性が支持材または補強材によって提供されることは本発明の範囲内である。それゆえ、軽量材料は自立性でなくてもよいが、全体的な軽量材料層は、この特性を提供するための支持材または補強材の使用によって軟質性または硬質性を有するであろう。それゆえ、好ましい様式では、軽量材料を含む層は自立性である、すなわち、それは崩壊しないであろう。例示的には、軽量材料には、例えば、クラフト紙、アラミド紙、アルミニウム敷布およびプラスチックでできた発泡体またはハニカム構造体として存在し得る、例えば、ポリスチレンおよびポリウレタンが含まれる。軽量材料はその上米国特許第４，２４１，５５５号明細書に記載されているような軽ゲージ・スチール部材またはワイヤで補強された発泡体構造であることもできる。
【００３３】
軽量材料層の厚さは、例えば５．０〜２０．０センチメートルの範囲で、決定的に重要ではない。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態では、軽量材料がさらなる構造外装層によって適所に保持されるコアとして配置されるように、さらなる構造外装層が用いられるであろう。かかる場合には複合材は、順に
・構造外装
・硬質軽量材料
・高強力偏位層
・構造外装
を含んでなるであろう。
【００３５】
構造外装の層が同一である必要はなく、多くの場合には変わってもよいことが理解される。構造外装の例には、合板または木材複合材のような木材、プラスチック複合材、繊維セメントおよび金属が挙げられる。
【００３６】
本発明をさらに例示するために、次の実施例が提供される。
【実施例】
【００３７】
実施例１
順に５／８インチ合板の１層、１ポンド／立方フィート（０．０１６ｇｍ／ｃｃ）の密度の５−１／２インチ厚さのスチール補強発泡ポリスチレン・コア、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された３層の１３オンス／平方ヤード・アラミド・クロスでできている積層布、および５／８インチ合板の１層を使用して４７インチ×８８インチ複合壁パネルを製造した。スチール補強は、パネルの各面上にフラットに置かれた１６インチ心板上に２４ゲージ２×４一般金属骨組みスタッドで行った。補強材は米国特許第４，２４１，５５５号明細書に記載されているように発泡工程中に加えた。
【００３８】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造梁上に十分に支持された壁パネルの各側面上に４７インチ寸法の硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルはこの梁と各端で４インチだけオーバーラップした。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性（Ｗｉｎｄｂｏｒｎｅ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｉｍｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｎ Ｓｈｅｌｔｅｒ Ｗａｌｌ ａｎｄ Ｃｅｉｌｉｎｇ）」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４（インチ）木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００３９】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止し、発射体は跳ね返された。事象の間ずっと撮られた高速写真は、跳ね返される前に発射体が壁空洞中へおおよそ５インチ貫入することを示した。複合外装の偏位は４．５インチであると計算された。壁の外側上の合板層は、発射体入力のポイント周りに局所的にのみ損傷を示した。裏側上の合板層は、衝打ポイント周りに非常に軽微なクラッキングを示したにすぎなかった。
【００４０】
実施例２
順に５／８インチ合板の１層、１ポンド／立方フィート（０．０１６ｇｍ／ｃｃ）の密度の５−１／２インチ厚さの発泡ポリスチレン・コア、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された積層１３オンス／平方ヤード・アラミド布の２層でできている積層布、および５／８インチ合板の１層を使用して４８インチ×４８インチ複合壁パネルを製造した。エッジは、合板および積層外装を適所に固定するために使用した標準２×６インチ木材スタッドで組み立てた。固定は、５ｃｍ心板上に＃１０動力駆動釘で周囲周りに行った。硬質パネルを作るために標準建築接着剤を木材面、接合された布層、および発泡体層の間に塗布した。
【００４１】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造スチール梁上に十分に支持されたパネルの２側面で硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルは前記梁と各端で４インチだけオーバーラップした。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００４２】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止し、発射体は跳ね返された。事象の間ずっと撮られた高速写真は、跳ね返される前に発射体が壁空洞中へおおよそ５．５インチ貫入することを示した。複合外装の偏位は５．０インチであると計算された。壁の外側上の合板層は、発射体入力のポイント周りに局所的にのみ損傷を示した。裏側上の合板層は、衝打ポイント周りに非常に軽微なクラッキングを示したにすぎなかった。
【００４３】
実施例３
順に５／８インチ合板の１層、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された積層１３オンス／平方ヤード・アラミド布の２層でできている積層布、２×６骨組み木材対２×４骨組み木材を用いる図面ＡＧ−５および１４に特有のＦＥＭＡ刊行物３２０、改訂１に従って構築した木材骨組み構造体を使用して４８インチ×４８インチ複合壁パネルを製造した。固定は、ＦＥＭＡ明細に従って５ｃｍ心板上におよび１０ｃｍ心板を用いてフィールドスタッド上に＃１０動力駆動釘で周囲周りに行った。硬質パネルを作るために標準建築接着剤を骨組み木材、接合された布層および合板仕上面の間に塗布した。
【００４４】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造スチール梁上に十分に支持されたパネルの２側面で硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルは前記梁と各端で４インチだけオーバーラップした。検体の方位は、フィールドスタッドが１０インチ構造梁にまたがるようにであった。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００４５】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止しなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厳しい暴風雨、特に竜巻によって発生するもののような風に運ばれる破片による貫通に耐えるための壁およびドアの補強用の高強力複合外装の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストームシェルターおよび地下室は、竜巻またはハリケーン活動を受ける傾向がある地方で厳しい暴風雨からの保護のための安全な安息所を提供するために必要である。これらのシェルターは典型的には現場打ちコンクリート、スチール補強石造建築、または重い重量のシート金属で建設されてきた。ストームシェルターおよび地下室に適切なデザインの詳細は、嵐からの保護獲得−刊行物３２０（Ｔａｋｉｎｇ Ｓｈｅｌｔｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｓｔｏｒｍ−Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ ３２０）および地域共同体シェルターについてのデザインおよび建設手引き−刊行物３６１（Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｓｈｅｌｔｅｒｓ−Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ ３６１）のような連邦危機管理庁（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｃｙ）（ＦＥＭＡ）からの刊行物に詳述されている。現行デザインは、暴風雨で発生する風に運ばれる破片に対する抵抗性を提供するためにコンクリートおよびスチールのような普通の重い重量の建築材料の使用に依存している。
【０００３】
現行デザインは現行建物慣行へ容易に組み入れられず、壁構造の著しい重量増加をもたらす。ＦＥＭＡ刊行物３２０に記載されている木材骨組みアプローチは、中空でない石造建築または１４ゲージ・スチール板の連続外装での壁セクションの内部充填を必要とする。これらのシェルター用のドアは、必要とされる耐貫通性を与えるために最小１４ゲージ・シート金属での補強を必要とした。これらのアプローチは面倒であり、据え付けるのが困難であり、現場作業して糊付けするのが困難である。ドアに関しては、現在の解決策は安全性問題および不満足な美学を導入する重い重量のドアをもたらす。
【０００４】
連邦危機管理庁に提出された「厳しい風嵐に対する高められた保護（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｅｖｅｒｅ Ｗｉｎｄ Ｓｔｏｒｍｓ）」という表題のクレムソン大学（Ｃｌｅｍｓｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）による２０００年５月３１日付け報告書は、風に運ばれる破片に対するシェルター壁の補強への幾つかの追加アプローチを記載している。概念は、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）クロスを利用した４壁（番号９、１０、１１および１７）を含んだ。３６ページの図１２は、これらの軟質のクロス概念が「竜巻シェルターについての全米性能判定基準（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｒｉｔｅｒｉａ ｆｏｒ Ｔｏｒｎａｄｏ Ｓｈｅｌｔｅｒｓ）」を満たすのに必要とされる耐衝撃性の４４％以下を提供したことを示している。この研究で提案された何の概念も前記要件の６０％より多くを提供しなかった。
【０００５】
竜巻およびハリケーンで発生するもののような風に運ばれる破片からの保護を提供するための現場にやさしい軽量材料を使用する壁およびドアの補強方法を求める大きな要求が存在する。しかしながら、竜巻によってもたらされる風速は、ハリケーンによってもたらされる風速を大きく上回る２００マイル毎時を超え得る。それ故、より高い竜巻風速によって発生する風に運ばれる破片に耐えるための現場で作業可能な軽量外装を求める特別の要求が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、順に
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記複合材がラーメンに取り付けられて、前記布層が米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４発射体によって衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材に関する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態では、複合材は順に
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．１０グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなり、
ラーメンに取り付けられて、前記接合された布層はＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）発射体を用いて５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう。
【０００８】
本複合材は、ハリケーンによるのみならず実質的により高い風速の竜巻からの風に吹き飛ばされる破片にさらされる世界の地域に設置されるストームシェルターおよび住宅の建設に特に適合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、課題を解決するための手段で定義されたような高強力偏位層を用いる複合材の形成での改善である。高強度偏位層は構造外装と組み合わせて風に吹き飛ばされる破片からの保護を提供するのに非常に有効であるが、支持壁内の骨組み木材が高強力偏位層の効率を達成することができる。
【００１０】
本発明は、高強力偏位層に隣接する軽量材料の層の使用によって、得ることができる保護の程度の改善を提供する。この層は、変形するのを遮るものがない偏位領域を提供する。
【００１１】
２００マイル毎時を上回る風速の竜巻によって発生するような風に吹き飛ばされる破片からの保護用の建造物の材料の形成において、必要な出発原料は高強力繊維を含む布である。織布が好ましいが、布は織布または不織布であってもよい。高強力繊維は周知であり、本明細書で用いるところでは、デシテックス当たり少なくとも１０グラムのテナシティおよびデシテックス当たり少なくとも１５０グラムの引張弾性率を有する繊維を意味する。糸はアラミド、ポリオレフィン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ガラスなどのような繊維から製造することができ、かかる糸の混合物から製造されてもよい。
【００１２】
布は１００パーセントまでのアラミド繊維を含んでもよい。「アラミド」とは、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合しているポリアミドを意味する。アラミド繊維の例は、ダブリュ．ブラック（Ｗ．Ｂｌａｃｋ）ら著、人造繊維−科学および技術、第２巻、繊維形成芳香族ポリアミドという表題のセクション、インターサイエンス・パブリッシャーズ（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）社、１９６８年、２９７ページに記載されている。アラミド繊維は、また、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に開示されている。
【００１３】
パラ−アラミドはアラミド糸中の一般ポリマーであり、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）は一般パラ−アラミドである。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンと塩化テレフタロイルとのモル対モル重合から生じるホモポリマー、ならびにまた、ｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンおよび塩化テレフタロイルと共に少量の他の二酸クロリドの組み入れから生じる共重合体をも意味する。原則として、他のジアミンおよび二酸クロリドが重合反応を妨げる何の反応基も持たないことのみを条件として、他のジアミンおよび他の二酸クロリドは、ｐ−フェニレンジアミンまたは塩化テレフタロイルの約１０モルパーセントほどに多くまで、または多分僅かにそれよりも高い量で使用することができる。ＰＰＤ−Ｔは、また、例えば、塩化２，６−ナフタロイルまたは塩化クロロ−もしくはジクロロテレフタロイル、または３，４−ジアミノジフェニルエーテルのような他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸クロリドの組み入れから生じる共重合体をも意味する。
【００１４】
「ポリオレフィン」とは、ポリエチレンまたはポリプロピレンを意味する。ポリエチレンとは、少量の鎖分岐または１００個の主鎖炭素原子当たり５変性単位を超えないコモノマーを含んでもよい、およびまた、アルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのような約５０重量パーセント以下の１つもしくはそれ以上のポリマー添加物、または一般に組み入れられる酸化防止剤、滑剤、紫外線遮断剤、着色剤などのような低分子量添加剤をそれと主に混合されて含んでもよい好ましくは百万よりも大きい分子量の主に線状のポリエチレン材料を意味する。かかるものは一般に拡大連鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）として知られている。同様に、ポリプロピレンは、好ましくは百万よりも大きい分子量の主に線状のポリプロピレン材料である。高分子量の線状ポリオレフィン繊維は商業的に入手可能である。
【００１５】
ポリベンゾオキサゾールおよびポリベンゾチアゾールは好ましくは次の構造のポリマーで構成されている。
【００１６】
【化１】
【００１７】
窒素原子に結合して示される芳香族基は複素環であってもよいが、それらは好ましくは炭素環であり、そしてそれらは縮合または非縮合多環系であってもよいが、それらは好ましくは単一六員環である。ビス−アゾールの主鎖中に示される基は好ましいパラ−フェニレン基であるが、当該基はポリマーの製造を妨げない任意の二価有機基で置き換えられてもよいし、何の基もなくてもよい。例えば、当該基は１２個までの炭素原子の脂肪族、トリレン、ビフェニレン、ビス−フェニレンのどれかなどであってもよい。
【００１８】
本発明でのさらなる要件は、使用される布中の高強力繊維の個々の繊維を結合するための樹脂の使用である。樹脂は、ポリエチレン、アイオノマー、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシおよびフェノール樹脂および熱可塑性エラストマーのような多種多様な成分から選択されてもよい。
【００１９】
樹脂は、例えば圧力下になど、コーティングまたは含浸によって高強力繊維を含む布に塗布されてもよい。
【００２０】
しかしながら、本発明には布と高強力繊維／樹脂組合せとの組合せに決定的に重要なことが存在する。この組合せは支持構造にしっかりと固定された時にある種のパラメーター内で偏位する能力を持たなければならないことが発見された。
【００２１】
従って、高強力布／樹脂組合せは、「飛翔体によって衝打されるおよび周期的な圧力差にさらされる外部窓、ある種の壁、ドアおよび雨戸の性能についての標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｅｘｔｅｉｏｒ Ｗｉｎｄｏｗ，Ｃｅｒｔａｉｎ Ｗａｌｌｓ，Ｄｏｏｒｓ ａｎｄ Ｓｔｏｒｍ Ｓｈｕｔｔｅｒｓ Ｉｍｐａｃｔｅｄ ｂｙ Ｍｉｓｓｉｌｅ（ｓ）ａｎｄ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）」という表題のＡＳＴＭ試験方法Ｅ１８８６−９７を用いて竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加（Ｆｉｒｓｔ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日に従って試験した時に、層状複合材内で偏位能力を持たなければならない。試験のハイライトには、試験検体を取り付ける工程、検体を１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で推進する３３キログラム（１５ポンド）２×４飛翔体で衝打する工程および試験結果を観察し、測定する工程が含まれる。ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７は、２×４材木飛翔体、飛翔体推進装置、速度測定システムの使用および高速ビデオまたは写真カメラの使用のような様々な要件に特有である。本明細書では、本開示の目的のための試験手順は、実際の壁据え付けを代表するようなやり方で、任意の試験検体を好適な支持骨組みに取り付ける工程を含むことが理解される。次にかかる検体は、パネルの中心でまたはその近くで合板面上で衝打される。２×４材木飛翔体は、発射体の貫入深さの追跡を可能にするのに好適な指標付けマークでマークされるべきである。写真またはビデオカメラは、発射体の貫入深さを監視するために配置されるべきであり、かかるカメラは１０００フレーム毎秒の最低フレーム速度を有するべきである。
【００２２】
記載された試験手順に従って、樹脂で接合された高強力繊維を含む布の組合せは５．０〜１７．５ｃｍの範囲内で偏位するであろう。より好ましくは。偏位は８．０〜１６．０ｃｍ、最も好ましくは１０．０〜１５．０ｃｍの範囲にあろう。偏位の程度は建物構造でのその最終使用によって決定されてもよい。例示的には、布／樹脂組合せの最大規定偏位は、クロス／樹脂組合せを含む壁に近接する居住者の近さのために住宅では望ましくないかもしれない。しかしながら、上記範囲内の最小偏位は布の追加厚さを必要とし、建造物の高コストをもたらし得る。本明細書で用いられるところでは、布は２層以上のクロスを含む。本明細書で用いられるところでは、偏位は構造外装からの高強力布／樹脂組合せの分離の最大測定距離を意味する。測定は高速写真と併用して行われなければならないことが理解される。偏位測定についての例示目的のためには、発射体での試験手順中に、構造外装の幾らかの胴曲がりがあってもよい。偏位についての測定値は距離である、すなわち、外装の胴曲がり部分からの高強力布／樹脂組合せの分離である。それは、先に記載された試験実施中に集められた写真またはビデオ記録の再検討から、事象中の貫入の最大深さを測定し、構造外装の厚さを差し引くことから測定することができる。
【００２３】
合板と組み合わせた高強力繊維、すなわち、ケブラー（登録商標）アラミドを含む布の使用は、本発明の背景で参照されたクレムソン大学報告書で以前に試験された。しかしながら、この報告書の試験手順に従って、ケブラー（登録商標）アラミド／合板の完全貫通は７３マイル毎時の速度の９ポンド発射体で起こった。
【００２４】
本発明では、高強力繊維／樹脂を含む布の組合せの追加目的は壁またはドアの構造補強であるので、前記組合せは木材ベースのまたは他の構造外装材料との併用のためである。用語「構造外装」は、構造建物支持を提供する任意の材料を含む。好ましい材料は、建築業での広範な使用のために、木材、特に合板である。しかしながら、他の材料が建物支持としての機能を果たす構造外装として知られており、典型的な例はセメントで補強された繊維板である。布／樹脂組合せは一般に軟質で、例示目的のために少なくとも０．６５ｃｍ（４分の１インチ）、好ましくは支持目的のために少なくとも１．２７ｃｍ（２分の１インチ）であってもよい外装と共に使用されるであろう。構造外装のタイプは本発明の成功に決定的に重要ではない。外装は硬材または軟材製のように中空でなくてもよく、または合板のような複合材の形にあっても、もしくはセメントの多い繊維板のような非木材外装であってもよい。実際問題として、合板が壁構造体で使用される普通の材料であるので、本発明のほとんどの用途は合板との併用であろう。建物構造中で、内部部分、すなわち、例えば居住者を保護すべき部屋に面する布／樹脂の組合せの外壁であるまたはその外壁に面する構造外装には何の最大厚さもない。
【００２５】
それゆえ、住宅での保護シェルターまたは１つもしくはそれ以上の部屋の建設では、破片が接触およびクロス／樹脂の組合せの偏位での保持の前に貫入して木材に一撃を加えるように、構造外装は風に運ばれる任意の破片の方向に向くことが意図される。構造外装での通常の建物建設および技術が用いられてもよいので、本発明は特に有利であることが理解される。
【００２６】
屋内射撃訓練場の壁、天井および床の被覆加工材としてアラミド繊維／木材組合せの使用が独国特許第１９５ １２５８２号明細書に開示されたことは注目される。しかしながら、高速／低重量発射体の射撃訓練場の要件は、壁偏位と２００マイル毎時を超える風速による風に運ばれる破片の貫通を阻止する能力との本発明の要件とは全く異なる。
【００２７】
先に述べられたように、高強力偏位層と構造外装との組合せは風に吹き飛ばされる破片を止めるのに有効である。しかしながら、偏位層および構造外装は支持される必要がある、すなわち、居住施設のような建築構造では、支持材料は典型的には木材であるが、商業建造物では支持材料は典型的には木材または金属である。
【００２８】
さらに、住宅建築では、偏位層および構造外装用の支持構造は典型的には耐荷重性であり、すなわち、建物の一部を支持するのを助けるが、商業建築では支持は耐荷重性であってもそうでなくてもよい。
【００２９】
しかしながら、偏位層および構造外装の衝撃（例えば、風に吹き飛ばされる破片などからの）に耐える効率性は耐荷重性支持材によってもたらされ得ることが見いだされた。
【００３０】
本発明では、次の複合建造物
・軽量材料
・高強力偏位層
・構造外装
が順に存在する軽量材料の使用によって耐衝撃性または耐打撃性について改善がある。
【００３１】
軽量材料は０．２５グラム毎立方センチメートル以下、好ましくは、０．１０グラム毎立方センチメートル以下、より好ましくは、０．０５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有するであろう。
【００３２】
軽量材料は軟質でも硬質でもよい。しかしながら、硬質性が支持材または補強材によって提供されることは本発明の範囲内である。それゆえ、軽量材料は自立性でなくてもよいが、全体的な軽量材料層は、この特性を提供するための支持材または補強材の使用によって軟質性または硬質性を有するであろう。それゆえ、好ましい様式では、軽量材料を含む層は自立性である、すなわち、それは崩壊しないであろう。例示的には、軽量材料には、例えば、クラフト紙、アラミド紙、アルミニウム敷布およびプラスチックでできた発泡体またはハニカム構造体として存在し得る、例えば、ポリスチレンおよびポリウレタンが含まれる。軽量材料はその上米国特許第４，２４１，５５５号明細書に記載されているような軽ゲージ・スチール部材またはワイヤで補強された発泡体構造であることもできる。
【００３３】
軽量材料層の厚さは、例えば５．０〜２０．０センチメートルの範囲で、決定的に重要ではない。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態では、軽量材料がさらなる構造外装層によって適所に保持されるコアとして配置されるように、さらなる構造外装層が用いられるであろう。かかる場合には複合材は、順に
・構造外装
・硬質軽量材料
・高強力偏位層
・構造外装
を含んでなるであろう。
【００３５】
構造外装の層が同一である必要はなく、多くの場合には変わってもよいことが理解される。構造外装の例には、合板または木材複合材のような木材、プラスチック複合材、繊維セメントおよび金属が挙げられる。
【００３６】
本発明をさらに例示するために、次の実施例が提供される。
【実施例】
【００３７】
実施例１
順に５／８インチ合板の１層、１ポンド／立方フィート（０．０１６ｇｍ／ｃｃ）の密度の５−１／２インチ厚さのスチール補強発泡ポリスチレン・コア、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された３層の１３オンス／平方ヤード・アラミド・クロスでできている積層布、および５／８インチ合板の１層を使用して４７インチ×８８インチ複合壁パネルを製造した。スチール補強は、パネルの各面上にフラットに置かれた１６インチ心板上に２４ゲージ２×４一般金属骨組みスタッドで行った。補強材は米国特許第４，２４１，５５５号明細書に記載されているように発泡工程中に加えた。
【００３８】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造梁上に十分に支持された壁パネルの各側面上に４７インチ寸法の硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルはこの梁と各端で４インチだけオーバーラップした。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性（Ｗｉｎｄｂｏｒｎｅ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｉｍｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｎ Ｓｈｅｌｔｅｒ Ｗａｌｌ ａｎｄ Ｃｅｉｌｉｎｇ）」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４（インチ）木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００３９】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止し、発射体は跳ね返された。事象の間ずっと撮られた高速写真は、跳ね返される前に発射体が壁空洞中へおおよそ５インチ貫入することを示した。複合外装の偏位は４．５インチであると計算された。壁の外側上の合板層は、発射体入力のポイント周りに局所的にのみ損傷を示した。裏側上の合板層は、衝打ポイント周りに非常に軽微なクラッキングを示したにすぎなかった。
【００４０】
実施例２
順に５／８インチ合板の１層、１ポンド／立方フィート（０．０１６ｇｍ／ｃｃ）の密度の５−１／２インチ厚さの発泡ポリスチレン・コア、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された積層１３オンス／平方ヤード・アラミド布の２層でできている積層布、および５／８インチ合板の１層を使用して４８インチ×４８インチ複合壁パネルを製造した。エッジは、合板および積層外装を適所に固定するために使用した標準２×６インチ木材スタッドで組み立てた。固定は、５ｃｍ心板上に＃１０動力駆動釘で周囲周りに行った。硬質パネルを作るために標準建築接着剤を木材面、接合された布層、および発泡体層の間に塗布した。
【００４１】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造スチール梁上に十分に支持されたパネルの２側面で硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルは前記梁と各端で４インチだけオーバーラップした。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００４２】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止し、発射体は跳ね返された。事象の間ずっと撮られた高速写真は、跳ね返される前に発射体が壁空洞中へおおよそ５．５インチ貫入することを示した。複合外装の偏位は５．０インチであると計算された。壁の外側上の合板層は、発射体入力のポイント周りに局所的にのみ損傷を示した。裏側上の合板層は、衝打ポイント周りに非常に軽微なクラッキングを示したにすぎなかった。
【００４３】
実施例３
順に５／８インチ合板の１層、ポリエチレン共重合体樹脂で一緒に接合された積層１３オンス／平方ヤード・アラミド布の２層でできている積層布、２×６骨組み木材対２×４骨組み木材を用いる図面ＡＧ−５および１４に特有のＦＥＭＡ刊行物３２０、改訂１に従って構築した木材骨組み構造体を使用して４８インチ×４８インチ複合壁パネルを製造した。固定は、ＦＥＭＡ明細に従って５ｃｍ心板上におよび１０ｃｍ心板を用いてフィールドスタッド上に＃１０動力駆動釘で周囲周りに行った。硬質パネルを作るために標準建築接着剤を骨組み木材、接合された布層および合板仕上面の間に塗布した。
【００４４】
建物における床間または床−屋根の据え付けをシミュレートするために、１０インチ構造スチール梁上に十分に支持されたパネルの２側面で硬質の試験骨組み上に壁パネルを取り付けた。壁パネルは前記梁と各端で４インチだけオーバーラップした。検体の方位は、フィールドスタッドが１０インチ構造梁にまたがるようにであった。竜巻シェルターについての全米性能判定基準、第１追加、ＦＥＭＡ、１９９９年５月２８日の「シェルター壁および天井の風送飛翔体耐衝撃性」規定を満たす能力にアクセスするために、試料は１００ｍｐｈで進む１５ポンド２×４木材発射体で衝打された。大砲セットアップおよび発砲はＡＳＴＭ Ｅ１８８６−９７に従って行った。
【００４５】
壁部分は、ＦＥＭＡ規定で要求されるように発射体がそれを通過するのを阻止しなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順に
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材。
【請求項２】
前記偏位が８．０〜１６．０センチメートルの範囲にある請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
前記高強度繊維がアラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維、または炭素繊維よりなる群から選択される請求項１に記載の複合材。
【請求項４】
前記高強度繊維がアラミドを含んでなる請求項１に記載の複合材。
【請求項５】
前記高強力繊維がガラスである請求項１に記載の複合材。
【請求項６】
前記第２層が少なくとも０．６５センチメートル（４分の１インチ）の厚さである請求項１に記載の複合材。
【請求項７】
前記第２層が合板を含んでなる請求項１に記載の複合材。
【請求項８】
層（ａ）が０．１０グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する請求項１に記載の複合材。
【請求項９】
層（ａ）が発泡体である請求項１に記載の複合材。
【請求項１０】
層（ａ）がハニカムまたはハニカム様構造を有する請求項１に記載の複合材。
【請求項１１】
層（ａ）が硬質である請求項１に記載の複合材。
【請求項１２】
層（ａ）が軟質である請求項１に記載の複合材。
【請求項１３】
層（ａ）が補強されている請求項１に記載の複合材。
【請求項１４】
順に
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材。
【請求項１５】
建造物であって、
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる前記建造物の複合部分を有し、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう建造物。
【請求項１６】
建造物であって、
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなる前記建造物の複合部分を有し、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう建造物。
【請求項１】
順に
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材。
【請求項２】
前記偏位が８．０〜１６．０センチメートルの範囲にある請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
前記高強度繊維がアラミド繊維、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維、または炭素繊維よりなる群から選択される請求項１に記載の複合材。
【請求項４】
前記高強度繊維がアラミドを含んでなる請求項１に記載の複合材。
【請求項５】
前記高強力繊維がガラスである請求項１に記載の複合材。
【請求項６】
前記第２層が少なくとも０．６５センチメートル（４分の１インチ）の厚さである請求項１に記載の複合材。
【請求項７】
前記第２層が合板を含んでなる請求項１に記載の複合材。
【請求項８】
層（ａ）が０．１０グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する請求項１に記載の複合材。
【請求項９】
層（ａ）が発泡体である請求項１に記載の複合材。
【請求項１０】
層（ａ）がハニカムまたはハニカム様構造を有する請求項１に記載の複合材。
【請求項１１】
層（ａ）が硬質である請求項１に記載の複合材。
【請求項１２】
層（ａ）が軟質である請求項１に記載の複合材。
【請求項１３】
層（ａ）が補強されている請求項１に記載の複合材。
【請求項１４】
順に
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなる複合材であって、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう複合材。
【請求項１５】
建造物であって、
（ａ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｂ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｃ）構造外装の層と
を含んでなる前記建造物の複合部分を有し、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう建造物。
【請求項１６】
建造物であって、
（ａ）構造外装の層と、
（ｂ）０．２５グラム毎立方センチメートル以下の密度を有する材料の層と、
（ｃ）樹脂で接合された高強力繊維を含む布の層と、
（ｄ）構造外装の層と
を含んでなる前記建造物の複合部分を有し、
前記接合された布層がラーメンに取り付けられ、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ１８８６−９７に従って１６１キロメートル（１００マイル）毎時の速度で３３キログラム（１５ポンド）２×４材木発射体で衝打される際、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で偏位するであろう建造物。
【公表番号】特表２００６−５０８８２９（Ｐ２００６−５０８８２９Ａ）
【公表日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５７５１９（Ｐ２００４−５５７５１９）
【出願日】平成１５年１２月２日（２００３．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３８３６６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５０３４６
【国際公開日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月２日（２００３．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３８３６６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５０３４６
【国際公開日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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