JP2016511141A5

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Publication number: JP2016511141A5
Application number: JP2015556012A
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Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2033-12-20

Description

ガス分離モジュール及び形成方法

本書は、航空機用燃料タンク可燃性低減システムにおけるモジュールを含む、ガス分離モジュールの形成方法およびガス分離モジュールに関する。

既知の空気分離モジュール（ASM）は、航空機用燃料タンク可燃性低減システムで用いられている。ＡＳＭは、空気から酸素を除去することにより窒素富化空気（ＮＥＡ）を生成するモジュールであり、生成された窒素富化空気は、燃料タンクアレージ（fuel tank ullage）に流れ込む。燃料タンクアレージは、燃料タンク内の領域であって、多くの場合、蒸発した燃料（すなわち、燃料蒸気）を収容する。ＮＥＡは、燃料タンクアレージの可燃性を低減することができる。連邦航空局（FAA）の規則では、新しく就航する輸送機は、航空機用燃料タンクの安全性を向上させるためのシステムを含むことが義務付けられている。残念ながら、ＡＳＭには寿命があり、分離効率が下がったりＡＳＭ内のコンポーネントに不具合が生じたりすると、その寿命が短くなることがある。この場合、修理や交換を要するため、その分航空機のダウンタイムにつながる。したがって、より信頼性の高い空気分離モジュールが求められている。

ガス分離モジュールは、少なくとも１つの流入口及び複数の流出口を有するシェル（shell）と、当該シェル内の複数の中空繊維膜とを含む。個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有するとともに、供給側端と生成物側端との間に非透過物側内部及び透過物側外部を有する。上記モジュールは、シェル内に設けられた供給側管板を含み、当該供給側管板は、繊維の供給側端を固定するとともに、少なくとも１つの流入口と繊維の透過物側外部とを分離する。供給側管板は、マトリックスと少なくとも１つのセグメントジョイントとを含む。マトリックスは、繊維の供給側端を包囲している。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料（compliance material）を含み、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。

ガス分離モジュールの形成方法は、少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて、中空繊維膜材料を配置することと、この繊維材料とセグメントジョイントとにマトリックスを添加することと、マトリックスを硬化させることとを含む。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含む。上記方法は、硬化されたマトリックスとセグメントジョイントとから供給側管板を形成することと、繊維材料から、複数の中空繊維膜を形成することとを含む。個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有し、硬化されたマトリックスは、繊維の供給側端を包囲し、供給側管板は、繊維の供給側端を固定し、セグメントジョイントは、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。

上述する特徴、機能、及び、利点は、様々な実施形態において個々に実現可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。詳細については、以下の説明と図面とを参照することによって明らかになるであろう。

以下の説明は、次に示す添付図面を参照しながら行う。

ガス分離モジュールのエレメントを示す上面図である。ガス分離モジュールのエレメントを示す側面図である。ガス分離モジュールの他のエレメントを示す上面図である。ガス分離モジュールの他のエレメントを示す側面図断面図である。図１のガス分離モジュールのエレメントを示す断面図である。図３のガス分離モジュールのエレメントを示す断面図である。ガス分離モジュールの更なるエレメントを示す上面図である。図７のガス分離モジュールのエレメントを示す側面図である。ガス分離エレメントのセグメントジョイントを示す断面図である。ガス分離エレメントのセグメントジョイントを示す分解図である。ガス分離モジュールを示す等角図拡大図である。ガス分離モジュールを示す拡大図である。燃料タンク可燃性低減システムを示す図である。繊維層の間にベールを有する、ガス分離モジュールのエレメントを示す上面図である。セグメントジョイント及び支持体に巻き付けられた中空繊維膜材料と、マトリックスフィルムとを示す断面図である。図１５の後の段階であって、硬化及び機械加工が終わって繊維の端部を開口した後の側面図である。マトリックスの添加工程において、管板に径方向の圧力を加えるための、円筒状のガス分離エレメント用のクランプを示す上面図である。マトリックス添加工程において、管板に横方向の圧力を加えるためのクランプであって、断面図で示される矩形のガス分離エレメント用のクランプを示す側面図である。

いくつかの既知のガス分離モジュールでは、中空繊維膜（HFM）が用いられている。中空繊維膜は、透過性を有する多孔質の材料で形成される繊維壁を含んでおり、その上に設けられた薄い膜によりガス分離プロセスにおいて選択性が与えられる。ガス分離モジュールの動作中、供給ガスが、繊維の供給側端に入り、選択されたガスが繊維壁を通って拡散し、透過物（permeate）が生成される。残留したガスは、中空繊維を通って生成物側端へと進み、非透過物（retentate）として出て行く。中空繊維膜の両端部は、樹脂でポッティング（potted）することにより、繊維を固定してもよい。繊維端を固定するポッティング樹脂は、各端部において管板（tubesheet）を形成しており、この管板は、供給ガス及び非透過物を透過物から分離する。繊維と管板との組み合わせからなるエレメントをシェル(shell)に挿入することにより、モジュールを形成することができる。エレメントは、「カートリッジ」と呼ばれることもあり、シェルは「カニスター(canister)」と呼ばれることもある。しかしながら、本書では、「エレメント」及び「シェル」は、「カートリッジ」及び「カニスター」のそれぞれの通常の意味に限定されない。一般的には、ポッティング樹脂は、プラグを形成し、当該プラグは、管状のシェルに嵌め込まれたそれぞれの繊維の端部を囲む円形の周縁を有する。しかしながら、本書における構成では、管板は、追加の形状を更に含む。

例えば、燃料タンク可燃性低減システムなどの、ガス分離モジュールを使用するいくつかの用途では、供給ガスを高温で供給する。空気と酸素との分離、及び、他のガス対の分離を行う際、供給ガスの温度を上げると分離効率を向上させることができる。有利なことに、容易に入手可能なガス源は、無関係な処理の副次的結果として加熱ガスを供給可能な場合がある。航空機において、エンジンから抽気したブリードエア（bleed air）は、空気分離モジュールへガスを供給するための既知の供給源であり、多くの場合、１６０°Ｆから３００°Ｆで空気分離モジュールに到達する。

管板を高温に曝すと、径方向及び周方向の両方向への膨張が起こり、その後、管板が冷えると、当該管板は収縮する。空気分離モジュールは、不活性ガスが燃料タンクアレージに供給される期間と供給されない期間とに応じて、オンとオフを繰り返す。管板は、その周縁が円形であり、管状シェル内に嵌め込まれているため、周方向における管板の膨張が限られる。周方向への膨張が制限されるため、樹脂及び中空繊維を含む管板の材料に応力が生じる。

また、物理的なエージングにより、樹脂が収縮したり、時間の経過とともに脆くなったりする可能性がある。この結果、物理エージングにより、樹脂は、その引張り強さが低下して亀裂が生じ易くなり、供給ガスが透過物側へと漏出する。熱エージングは、熱曝露の結果、物理エージングを早める可能性がある。この場合、上述した膨張や収縮により亀裂が生じる可能性が高くなる。

すなわち、樹脂が、熱膨張した後、径方向に収縮すると、径方向に引張り荷重が発生しうる。多くの場合、繊維は、管板の中央から徐々に直径が大きくなる同心円層状に形成される。径方向における引張り応力が、樹脂と繊維との間の結合強度を超えると、繊維層の間又は他の部位において管板の亀裂が発生しうる。多くの場合、樹脂材料は、十分な結合強度を有し、このような応力に耐えられる材料が選ばれる。しかしながら、熱エージングにより結合強度が低下すると、亀裂が生じてしまい、この亀裂が繊維層間に広がる可能性がある。亀裂が生じると、繊維と樹脂とが分離するだけでなく、繊維壁の薄膜が、その下層において当該薄膜を支持する多孔質材料から分離する可能性がある。

亀裂を抑制するためには、ガス分離モジュールを低温で動作させることにより、熱エージングの影響を遅らせることが考えられる。しかしながら、温度を下げると、ガス分離モジュールにおける分離効率も低下する可能性がある。分離効率が低い場合、分離ガスの流量を同等にするために、より大型のガス分離モジュールが必要となる。大型のガス分離モジュールは、同じ構成を有する小型のモジュールよりも重くなるため、航空宇宙などの用途においては不利になりうる。

他の可能性としては、高温での使用を伴うガス分離モジュールの寿命低下を許容して保守サイクルを調整することにより、より頻繁に修理又は交換を行うことである。しかしながら、寿命の低下に付随するコストの増加は、許容範囲を超える可能性がある。

本書に記載される構成により、管板は、熱膨張及び収縮に伴う応力に耐えるとともに、亀裂を抑制することができる。管板は、例えば、ポッティング樹脂の温度性能範囲での動作が可能であり、且つ、管板に亀裂が生じるリスクを低減するようにデザインされる。動作温度が上昇すると、分離効率を高めるとともに、モジュールのサイズ及び重量を低減することができる。燃料タンク可燃性低減システムにおいてガス分離モジュールを用いる民間旅客機は、特に、小型軽量化したモジュールの恩恵を受けると考えられる。

本書における装置及び方法は、航空宇宙において非常に有用だが、これらは、中空繊維膜を用いたガス分離技術の他の用途においても用いることができる。例としては、油田などで行われるメタン、窒素、二酸化炭素の分離、石油火力発電所やガス火力発電所なでで行われる排ガスの選択された成分の分離、化学ガス精製、ガス水和、などが挙げられる。同様に、装置は、戦闘機及びヘリコプターを含む、様々なタイプの商用及び軍用の航空機で用いることができる。本書における構成を利用可能な燃料タンク不活性化システムにおいて、多くの用途が考えられる。

本書における構成は、管板において少なくとも１つのセグメントジョイント(segment joint)を用いることを含む。セグメントジョイントは、追随性材料(compliance material)を含み、管板のセグメントを相互に分離してもよい。したがって、セグメントジョイントを圧縮させて、管板は周方向に膨張することが可能であり、この結果、セグメントは、管板に亀裂を生じさせることなく、周期的な動作温度により膨張及び収縮することができる。このようなセグメント化された管板のデザインは、円形、矩形、及び、その他の管板周縁形状に対応していてもよい。

ガス分離モジュールは、少なくとも１つの流入口及び複数の流出口を有するシェルと、当該シェル内の複数の中空繊維膜とを含む。個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有するとともに、供給側端と生成物側端との間に非透過物側内部及び透過物側外部を有する。上記モジュールは、シェル内に設けられた供給側管板を含み、当該供給側管板は、繊維の供給側端を固定するとともに、少なくとも１つの流入口と繊維の透過物側外部とを分離する。供給側管板は、マトリックスと少なくとも１つのセグメントジョイントとを含む。マトリックスは、繊維の供給側端を包囲している。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含み、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。マトリックスは、上述した樹脂、接着剤、又はこの両方を含んでもよい。例えば、エポキシ、ビスマレイミド、シアン酸エステル、又はベンゾオキサジン成分を含むとともに、ポッティングされるマトリックスの注入用温度で１０ポイズ未満の粘性を示す樹脂及び接着剤が挙げられる。

図１、２、及び５は、ガス分離モジュールでの使用に適したエレメント１０を示す。エレメント１０は、繊維１８の一端に管板２４を含む。管板２４はセグメントジョイント１４により相互に分離された複数のセグメント１２を含む。支持体１６は、エレメント１０の構造を支持しており、当該構造を、図１、２、及び５に示す円筒状に保持する。セグメントジョイント１４が、追随性材料を含む場合、管板２４は、セグメント１２が、図１に示すエレメント１０の上面図において周方向に膨張及び収縮できるように構成することができる。

図２において、更なる管板２６が、繊維１８の他端に設けられていることが示されている。図１の上面図に示す態様と同様に、セグメントジョイント１４が管板２６に含まれている。しかしながら、以下の説明からも分かるように、管板のセグメントジョイントの構成は、一方の管板と他方の管板とでは異なる場合がある。例えば、供給側管板は、より高い温度に曝される可能性があり、このため、繊維の他端側に設けられた生成物側管板は、温度曝露がより少ないことを考慮すると、セグメントジョイントを有していない場合や、比較的少ないセグメントジョイントを有していたり、セグメントジョイントの配置が異なったりする場合もある。同様に、温度曝露の度合いが異なることを考慮すると、生成物側管板は、供給側管板のマトリックスとは異なるマトリックスを含む場合がある。しかしながら、対称的なデザインのほうが、製造が容易であることが多く、供給管板及び生成物管板は、多くの点で、或は、全てにおいて、同様であってもよい。管板２６のセグメントジョイント１４は、図１の上面図に示す態様と同様に、管板２６を４つのセグメント２０に分割している。

図２の側面図、及び、図２に示す線５−５に沿って切り取った図５の断面図は、管板２４と管板２６との間の繊維１８の理想的な配置を示す。セグメントジョイント１４は、管板２４の内部と管板２６の内部に設けられており、管板２４と管板２６との間には延設されていない。以下の説明から分かるように、このような配置にすることにより、エレメント１０を形成するための効率的な方法を提供することができる。特に、図２及び５には、繊維１８間の間隙２２が明示されている。エレメント１０において、管板２４及び管板２６に対してセグメントジョイント１４を設けると間隙２２が生じるが、これは、繊維１８の端部が、管板２４及び管板２６からなるマトリックスに、固定されるからである。しかしながら、実際には、繊維１８は、若干の可撓性を有しているため、マトリックスが繊維１８の端部を固定していても、配向が変わったり、ずれたり、膨張したり、自然に分散したりして、少なくとも部分的に間隙２２を占領しうる。

図３、４、及び６は、別の構造を有するエレメント３０を示しており、少なくとも１つのセグメントジョイントが、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離している。繊維３８の一端における管板４４は、管板４４のセグメント３２を相互に分離する複数のセグメントジョイント３４を含む。管板４４は、全体としては連続しているが、セグメント３２で示す、相互に分離された部分を含む。連続した管板４４は、４つのセグメント３２を有しているが、これらは管板４４の一部により繋がっている部分もあり、４つの不連続セグメント１２（図１及び２）を有する不連続管板２４（図１及び２）と対照をなしている。支持体３６は、図３、４、及び６に示すエレメント３０が円筒状になるような構造を提供する。

図４は、管板４６を更に含むエレメント３０の側面図を示す。繊維３８の端部は、管板４４の内部と管板４６の内部とで固定されている。管板４６は、セグメントジョイントを含んでおらず、追随性材料を含むセグメントジョイントにより相互に分離されたセグメントを含まない連続した管板であると特徴付けられる。（管板４４と同様に）管板４６の中央に位置する支持体３６は、支持体３６の相互に反対側に位置する、管板４６の相互に反対のセグメントを分離する。ただし、支持体３６は、管板４４と管板４６との間に延設されている。セグメントジョイント３４は、管板４４と管板４６との間には延設されていない。また、支持体３６は剛性を有しており、膨張や収縮に対応する追随性材料を含まない。したがって、支持体３６は、セグメントジョイントとして適切に特徴付けることはできない。

セグメントジョイント３４は、管板４４内で周方向に収縮したり膨張したりすることができる。図１の上面図から分かるように、支持体１６の中央に近い管板２４の領域と比較すると、管板２４の周縁のほうが、セグメントジョイント１４間の距離が長い。周縁におけるセグメントジョイント１４間において、管板２４の材料量がより多いため、膨張に対応する必要性は、周縁においてより高くなっている。

図３におけるセグメントジョイント３４は、管板４４の周縁から支持体３６が位置する当該管板の中央へ向かって途中までしか延びていないが、周縁における膨張には対応可能である。管板２４における分離した不連続セグメント１２（図１及び２）は、より膨張に対応しているが、場合によっては、管板４４であっても、動作条件や膨張の程度に応じて十分に対応可能である。以下に記載するように、エレメント３０（図３及び４）と比較すると、エレメント１０（図１及び２）は、その製造技術に違いがある。エレメント１０は、セグメントジョイント１４の構造により、製造上の利点がある。

セグメントジョイント及び管板セグメントの寸法及び構成について、適切に設定するように考慮がなされる。つまり、用途によって異なる、熱サイクルによる膨張及び収縮、並びに、物理エージング／熱エージングによる縮みに対応可能に設計がなされる。例えば、円形管板におけるセグメントジョイントの数は、管板の直径に応じて異なっていてもよい。例えば、４つから８つのセグメントが適切である。セグメントジョイントの厚みは、使用する追随性材料の物理的特性、例えば、想定する動作条件下での弾性係数や延性に応じて異なる。民間旅客機の場合、係数及び延性は、高い高度における低温度、及び、エンジンから抽気した供給ブリードエア（engine bleed air feed）の高温度を含むように、約−４０°Ｆ〜約３００°Ｆの広い温度範囲内で考慮される。

図６は、線６−６に沿って切り取った図４に示すエレメント３０の断面図を示す。間隙２２（図２及び５）について説明したように、エレメント３０には間隙４２が存在し、管板４４と管板４６との間で延伸していることが分かる。実際には、間隙２２について先に説明したように、繊維３８は、少なくとも部分的に間隙４２を埋めるように分散する。セグメントジョイント３４（図３及び４）は、管板４４の内部と管板４６の内部に設けられているが、これらの管板間には延設されていない。

図７及び８は、管板８４を含むエレメント７０を示しており、当該管板は、セグメントジョイント７４により相互に分離された複数のセグメント７２を有する。特に、図１に示す円形の管板２４と比較すると、図７に示す管板８４は、矩形の周縁を有している。矩形の周縁は、正方形であってもよい。なお、上述した管板２４（図１及び２）と同様に、セグメントジョイント７４における追随性材料により、セグメント７２が膨張及び収縮することができる。図８に示す、線８−８で切り取ったエレメント７０の断面図は、管板８４及び管板８６で固定された繊維７８の端部を示す。繊維７８は、セグメント７２毎に、束ねて配置されている。各束は、繊維の端部において、周縁が矩形であるセグメント７２を有する。管板８６は、セグメント８０を含んでおり、このセグメントもまた、セグメントジョイント７４により相互に分離されている。

間隙８２は、繊維７８の間に存在しており、管板８４から管板８６へと延伸している。実際には、先に間隙２２について説明したように（図２及び５）、繊維７８は、少なくとも部分的に間隙８２を埋めるように分散する。セグメントジョイント７４は、管板８４の内部と管板８６の内部に設けられており、これらの管板の間には延設されていない。

エレメント１０及びエレメント３０について、それぞれ支持体１６（図１、２、及び５）及び支持体３６（図３、４、及び６）が示されているが、図７及び８は、エレメント７０の支持体を示していない。しかしながら、エレメント７０は、適宜配置された単一の支持体又は複数の支持体を含むことにより、エレメント７０の構造上の完全性を保ってもよい。これに代えて、形成方法、材料の選択、モジュールのシェル、又はこれらの組み合わせにより、支持体が欠けていても適切なデザイン特性を提供できるのであれば、エレメント１０、３０、及び７０の何れかを、支持体を用いずに形成することも考えられる。

図９は、追随性材料９２と、管板のマトリックスから追随性材料９２を封止するように構成されるフェースシート９０とを含むセグメントジョイント１４を示す断面図である。フェースシート９０は、追随性材料９２からの汚染物質のガス放出からマトリックスを保護することができる。また、フェースシート９０は、追随性材料９２を保護し、マトリックスが、当該材料の多孔質部分へ流れ込まないようにすることができる。図１０におけるセグメントジョイント１４の分解図は、フェースシート９０が、追随性材料９２を封止するために組み立てられるいくつかのフェースシート部分９４を含みうることを示す。これに代えて、フェースシート９０は、連続コーティングを含んでもよい。追随性材料９２は、低密度のポリマー発泡体、金属発泡体、エラストマー材料、及び、これらの組み合わせを含んでもよい。

低密度の発泡体の例としては、立方フィート（ｌｂ／ｆｔ^３）当たり１５ポンド未満の密度、例えば、８〜１５ｌｂ／ｆｔ^３などの密度を有するポリイミド発泡体が挙げられる。金属発泡体の例としては、アルミニウム発泡体が挙げられる。エラストマー材料の例としては、シリコーンゴムが挙げられる。追随性材料９２は、セグメントの膨張に対応するために、０．２５〜０．３７５インチの厚みを有する。しかしながら、追随性材料の厚み寸法は、用途によって異なる可能性がある。より一般的には、追随性材料の厚みは、矩形の管板におけるセグメントの厚みの２〜５％にすることができる。

フェースシート９０は、例えば、炭素複合材料、アルミニウム板、又は、これら両方を含み、０．００５から０．０１５インチの厚みを有する。フェースシート９０は、管板の軸方向において構造的な強度を与えることができるが、管板の周方向においては可撓性があり管板材料の膨張及び収縮に対応する。

図１１及び１２は、エレメント１０を収容するシェル１０２を含むガス分離モジュール１００を示す。流入口１０６は、供給ガス１０８を流入させて、当該ガスの管板２４への接触及び繊維１８への流入を可能にする。簡易化のために図１、３、７、及び１１には示していないが、繊維の端部は、管板の端面では開口しているため、当該繊維内をガスが流れることができると理解されたい。この結果、供給ガス１０８が個別の繊維１１８（図１２に示す）内を流れて、個別の繊維１１８の壁を通り、透過物１１６が生成される。非透過物１１２は、管板２６（図１１には示されていない）において個別の繊維１１８を出て、流出口１１０を流れる。各繊維１８からの透過物１１６は、管板２４と管板２６との間で集まり、流出口１１４を流れる。

管板２４を囲むリム（rim）１０４は、シェル１０２内で管板２４を封止するために設けられる。エレメント１０は、必要に応じてシェル１０２から取り外し及び交換することができる。これに代えて、リム１０４は、シェル１０２に固定しておき、必要に応じて、シェル１０２とエレメント１０とを含むアセンブリを取り外し及び交換するようにしてもよい。この場合、シェル１０２を支持体として機能させるためにエレメント１０をシェル１０２に固定することにより、支持体１６を含まずにエレメント１０を形成することができる。

したがって、一例として、ガス分離モジュールは、航空機の燃料タンク可燃性低減システムに含まれる空気分離モジュールであってもよい。上記システムは、少なくとも１つの流入口に対する空気源と、窒素富化空気を含む非透過物を受け入れるための、航空機に搭載される燃料タンクと、を更に含んでもよい。

図１３は、本書に記載されるガス分離モジュールを含みうる、ＡＳＭ２０２を有するシステム２００を示す。図１３に示すように、空気源２０６に対して圧力を加えてもよい。中空繊維膜による窒素富化空気の生成の場合と同様に、分離媒体の内外の差圧が大きい程、分離効率は向上し易い。空気源２０６は、ＡＳＭ２０２に供給エア２１０を送ることにより、透過物２０８及び窒素富化空気２１２を生成する。燃料タンク２０４は、窒素富化空気２１２を受け取り、燃料タンクアレージの可燃性を低減するように構成されている。

したがって、複数の流出口は、繊維の生成物側端から非透過物を排出するための少なくとも１つの流出口を含みうる。上記モジュールは、繊維の生成物側端を固定するとともに、繊維の透過物側と前記少なくとも１つの流出口とを分離する、シェル内の生成物側管板を更に含んでもよい。生成物側管板は、マトリックスと少なくとも１つのセグメントジョイントとを含み、このマトリックスは、繊維の生成物側端を包囲する。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含み、生成物側管板の複数のセグメントを相互に分離する。供給側管板におけるセグメントジョイントは、生成物側管板におけるセグメントジョイントと分離される。供給側管板及び生成物側管板におけるセグメントジョイントは、それぞれ、供給側管板と生成物側管板との間を延伸していなくてもよい。

供給側管板は、繊維の供給側端を囲む矩形の周縁を有していてもよい。これに対応して、繊維は、１つ又は複数の束にして配置されてもよく、個々の束は、供給側端において矩形の周縁を有する管板のセグメントと、生成物側端において矩形の周縁を有する管板のセグメントと、を有していてもよい。上記少なくとも１つのセグメントジョイントは、マトリックスから追随性材料を封止するフェースシートを含んでもよい。これに加えて、フェースシートは、マトリックスとの結合を強化する処理面を有していてもよい。供給側管板は、中空繊維膜の層の間に熱可塑性ベール(thermoplastic veil)を更に含み、この熱可塑性ベールは、マトリックスとは異なる材料を含んでおり、供給側管板の靱性を高めてもよい。熱可塑性ベールは、その周縁が矩形、円形、又は、これら以外の形状を有する管板で用いることができる。

ガス分離モジュールは、少なくとも１つの流入口及び複数の流出口を有するシェルを含む。複数の中空繊維膜は、シェル内に設けられており、個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有するとともに、供給側端と生成物側端との間に非透過物側内部及び透過物側外部を有する。供給側管板は、シェル内に設けられており、繊維の供給側端を固定するとともに、少なくとも１つの流入口と繊維の透過物側外部とを分離する。供給側管板は、マトリックスと複数のセグメントジョイントとを含む。マトリックスは、接着剤、樹脂、又は、これら両方を含み、このマトリックスは、繊維の供給側端を包囲している。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含み、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。複数のフェースシートは、マトリックスからそれぞれのセグメントジョイントを封止する。モジュールは、マトリックスを含むとともに供給側管板を囲うリムを含む。

一例として、ガス分離モジュールは、航空機の燃料タンク可燃性低減システムに含まれる空気分離モジュールであってもよい。また、供給側管板は、繊維の供給側端を囲む矩形の周縁を有していてもよい。供給側管板は、４つから８つのセグメントジョイントを含んでもよい。マトリックスは、サイズが５０から１５０ナノメートルであるナノシリカ粒子を更に含んでもよい。マトリックスにおけるナノシリカ粒子の体積分率は、４０％以下、例えば、１０〜４０％であってもよい。例えば、バッキーボール炭素ナノ粒子（bucky ball carbon nanoparticles）などの、他の粒子を用いてもよい。

ナノ粒子は、管板の全体的な硬化収縮及び熱膨張係数（ＣＴＥ）を低減するために、他のマトリックス材料よりも低いＣＴＥを有してもよい。複合管板では、ＣＴＥを５０％も低減できたことが確認されている。ナノ粒子の表面は、化学的に官能化されてもよく、この結果、当該表面が、樹脂などの周囲のマトリックスと反応し、樹脂／ナノ粒子界面に沿う亀裂を防止することができる。ナノシリカ粒子の体積分率が４０％を超える場合、塊が形成されてしまい、構成成分を混合する際に不均一なマトリックス材料が生成される可能性があることが、観察により示されている。また、ナノ粒子を追加すると、粘度が高くなり、繊維層への樹脂の注入が制限されることもある。

フェースシートは、マトリックスとの結合を強化する処理面を含んでもよい。リムは、当該リムを構造的に強化する炭素繊維、ナノシリカ粒子、又は、これら両方を更に含んでもよい。このような強化リムは、シェルなどの他のコンポーネントに対する機械的留め具の補助となり、シェルと接触する確実な封止面を提供することができる。炭素繊維は、ゼロに近いＣＴＥを示し、ナノシリカ粒子は、リム内の樹脂よりも低いＣＴＥを示してもよい。１つの可能性として、リムの炭素繊維は、管板、繊維膜材料、又は、これら両方の周りに周方向に巻き付けて、より効率的に径方向の圧縮を維持することもできる。供給側管板は、中空繊維膜の層の間に熱可塑性ベールを更に含み、この熱可塑性ベールは、マトリックスとは異なる材料を含んでおり、供給側管板の靱性を高めてもよい。供給側管板について上述した特徴は、適宜、生成物側管板で用いることもできる。

図１４は、図１に示されるものと同様のエレメントの一例を示す上面図である。エレメント１９０は、繊維１９８の端部と関連付けて、繊維１９８の層間及びセグメントジョイント１９４間にベール１９２を含む。ベール１９２及び繊維１９８の層は、エレメント１９０の中心へ向かって交互に延びている。ベール間のマトリックス（不図示）は、繊維１９８の各層における繊維端を包囲及び固定するとともに、セグメントジョイント１９４と結合することにより供給ガスと繊維１９８の透過物側とを分離している。図示されるエレメント１９０は、図１の支持体１６のような支持体を有していない。

ベール材料は、例えば、熱可塑性であり、マトリックス材料と結合するように化学的に官能化される。ベールのガラス転移温度は、少なくとも１００°Ｆ、例えば、１００〜１５０°Ｆであり、ガス分離モジュールの設計動作温度よりも高い。ガラス転移温度では、剛な固体と過冷却液体との間の転移が行われる。ベールの単位面積重量は、平方メートル（ｇ／ｍ^２）当たり０．００６〜０．０１５グラム、例えば、０．０１ｇ／ｍ^２であり、その厚みは５０〜１００ミクロメートルである。単位面積重量は、ベール材料の単位面積当たりの質量を示す。

ガス分離モジュールの形成方法は、少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて、中空繊維膜材料を配置することと、この繊維材料とセグメントジョイントとにマトリックスを添加することと、このマトリックスを硬化させることとを含む。セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含む。上記方法は、硬化されたマトリックスとセグメントジョイントとから供給側管板を形成することと、繊維材料から複数の中空繊維膜を形成することとを含む。個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有し、硬化されたマトリックスは、繊維の供給側端を包囲し、供給側管板は、繊維の供給側端を固定し、セグメントジョイントは、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。

一例として、上記方法は、繊維材料と少なくとも１つの他のセグメントジョイントとに追加のマトリックスを添加して、この追加のマトリックスを硬化させることを更に含んでもよい。他のセグメントジョイントは、追加のマトリックスとは異なる追随性材料を含んでもよい。生成物側管板は、硬化された追加のマトリックスと他の管板用セグメントジョイントとから形成してもよく、硬化された追加のマトリックスは、繊維の生成物側端を包囲し、生成物側管板は、繊維の生成物側端を固定し、他のセグメントジョイントは、生成物側管板の複数のセグメントを相互に分離する。

マトリックスを添加することは、マトリックスフィルム又は液体樹脂を添加することを含んでもよい。マトリックスは、接着フィルム、樹脂フィルム、又は、これらの組み合わせであってもよい。液体樹脂は、例えば、繊維の端部をポッティングする既知の技術を、本書に記載の構成と組み合わせる場合に用いることができる。このようにして、セグメントジョイントは、繊維の端部と、繊維間に注入するために加えられる液体樹脂と共に束ねられる。接着フィルムは、樹脂フィルムと組み合わせて、或は、この代替として用いることができる。

接着フィルムや樹脂フィルムは、例えば、以下に詳述する構成で用いることができる。熱可塑性ベールは、中空繊維膜の層の間に付加してもよい。熱可塑性ベールは、マトリックスとは異なる材料を含んでおり、供給側管板の靱性を高める。ベールを付加する前に、上記方法は、マトリックスとなるマトリックスフィルムをベールに取り付けることによりベールアセンブリを用意することを含んでもよい。これに代えて、或はこれに加えて、液体樹脂を用いて、繊維の端部をポッティングしてもよい。

セグメントジョイントは、支持体に取り付けられてもよく、繊維材料を配置することは、繊維材料を支持体に巻き付けることを含んでもよい。螺旋状の巻き付け及び斜めの巻き付けなどの繊維材料を支持体に巻き付けるための既知の技術は、当該支持体に取り付けられたセグメントジョイントに対応させて用いることができる。繊維材料の例としては、中空繊維膜の連続ストランド（continuous strand）が挙げられる。供給側管板を形成することと複数の中空繊維膜を形成することとは、硬化されたマトリックスと繊維材料とを機械加工して、繊維の供給側端を開口させることを含んでもよい。繊維の供給側端を開口させることは、管板の端面において繊維を開口させるために、余分な繊維材料を切断及び除去することを含んでもよい。

セグメントジョイントを支持体に取り付ける代わりの方法として、少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて繊維材料を配置することは、硬化されたマトリックスにスロットを機械加工するとともに、繊維材料に関連付けて当該スロットにセグメントジョイントを挿入することを含んでもよい。マトリックスは、マトリックスフィルム、液体樹脂、又は他の材料の何れであっても、ナノシリカ粒子を含んでもよい。

接着フィルムや樹脂フィルムにベールを併用するか否かに関わらず、注入処理(infusion process)により、靱性の高い樹脂マトリックスを選択して管板をポッティング形成できるため、管板の亀裂を低減することができる。液体樹脂は、室温での使用や管板に注入してポッティングするための使用に適しているが、脆化し易く亀裂が生じ易い傾向にある。適切な接着フィルム及び樹脂フィルムは、例えば、室温で、架橋密度が小さく粘度が非常に高い。しかしながら、ゲル化が始まる前の注入温度では、粘度は、１０ポイズ未満、例えば、２〜１０ポイズまで下がり、この後、ゲル化温度よりも高い硬化温度で硬化することにより、最終的な管板マトリックスとなる。繊維間への注入に十分である１０ポイズ未満の粘度でフィルムが維持される動作範囲（operational window）は、組成により調節することができる。この結果、フィルム組成は、硬化中２時間までは、繊維間への注入が可能なようにデザインすることができる。また、強化相（toughening phases）が樹脂フィルムに形成されるように組成調整して、樹脂フィルムの靱性を高めることもできる。

ベール自体を用いても、管板の靱性を増加する役目を果たすことができる。中空繊維膜の層間の中間層として、ベールは、強化相を構成しており、中空繊維膜の層間の界面に沿った亀裂の発生及び伝播を防止することができる。これは、液体マトリックス又はフィルムマトリックスの何れを用いる場合にも当てはまる。また、繊維中間層としてのベールは、硬化前、注入中、又は、これら両方の工程中におけるマトリックスの分布をより均一にするための繊維層の間の間隔をより明確に規定することができる。

ガス分離モジュールの形成方法は、少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて、中空繊維膜材料を配置することと、この繊維材料とセグメントジョイントとにマトリックスを添加することと、を含む。マトリックスは、接着剤、樹脂、又は、これら両方を含み、セグメントジョイントは、マトリックスとは異なる追随性材料を含む。上記方法は、セグメントジョイント、繊維材料の一部、及びマトリックスをモールドに投入することと、繊維材料及びセグメントジョイントに対して、径方向に圧力を加えることと、を含む。圧力を加えるとともに熱を更に加えながら、モールド内のマトリックスを硬化させる。硬化されたマトリックスと繊維材料とは機械加工される。上記方法は、硬化及び機械加工されたマトリックスとセグメントジョイントから供給側管板を形成することと、繊維材料から、複数の中空繊維膜を形成することと、を含み、個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有する。繊維の供給側端は開口しており、硬化されたマトリックスは、繊維の供給側端を包囲し、供給側管板は、繊維の供給側端を固定し、セグメントジョイントは、供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する。上記方法は、マトリックスを含むとともに供給側管板を囲うリムを形成することを含む。

一例として、他の方法の特徴を、本方法に用いてもよい。また、上記方法は、マトリックスとして樹脂フィルムを熱可塑性ベールに取り付けることと、熱可塑性ベールと樹脂フィルムとを、中空繊維膜の層の間に付加することと、を更に含んでもよい。熱可塑性ベールは、マトリックスとは異なる材料を含み、供給側管板の靱性を高めることができる。繊維材料を配置することは、繊維材料を円筒状の支持体に巻き付けることを含み、供給側管板は、円形の周縁を有していてもよい。これに代えて、繊維材料を配置することは、繊維材料を、矩形の断面を有する柱を含む支持体に巻き付けることを含み、供給側管板は、矩形の周縁を有していてもよい。供給側管板を形成することは、供給側管板の複数のセグメントを積み重ねることを含み、各セグメントは、矩形の周縁を有しており、セグメントジョイントは、複数のセグメントの間に設けられてもよい。

図１５は、組み立て時のガス分離エレメント１３０ａを示す断面図である。繊維材料１３８’を、支持体１３６、セグメントジョイント１３４、及びセグメントジョイント１４０に巻き付ける。セグメントジョイント１３４及び１４０は、図１６に示されるように配置され、支持体１３６に取り付けられる。スタンドオフ・シム（stand-off shim）１４２は、巻き付け装置（不図示）の所望の位置にセグメントジョイント１３４及び１４０を配置するために十分な厚みを有している。マトリックスフィルム１４８は、ベール１３２（非常に薄いため、詳しく図示できない）により支持されており、繊維の端部に取り付けられている（図１６を参照）。

図１６は、マトリックスフィルム１４８を硬化した後であって、繊維１３８の端部を開口させるとともにエレメント１３０ｂの管板１４４及び管板１４６を形成するための機械加工を行った後の段階におけるエレメント１３０ａの側面図を示す。マトリックスフィルム１４８は、その下の繊維１３８が見えるように、管板１４４及び管板１４６から部分的に切り取られた状態で示されている。繊維１３８は、矩形の束で配置されており、ベール１３２（図１５）は、円形の周縁を有する管板を図解する図１４に示す態様と同様に、繊維１３８の層間において管板の中間層の役目を果たす。硬化の後、本書に記載に係るエレメントが形成される。エレメント１３０ａ及び１３０ｂには、支持体１３６が含まれることが示されているが、既知の技術を用いて、支持体１３６を用いずにエレメントを形成することも考えられる。

図１７は、セグメント１２、セグメントジョイント１４、及び、支持体１６が内部に設けられたリング１７４を固定するためのクランプ１７２を含むモールド１７０の上面図である。膨張ライナー（expansion liner）１７６により、圧縮成形用モールドは、硬化サイクル中に、円形管板に対して径方向の圧力を加えることができる。膨張ライナー１７６は、シリコーン又は気体圧式シリコーン空洞体（pneumatic silicone bladder）を含んでもよい。クランプ１７２及びリング１７４により加えられる径方向の圧力に加えて、硬化サイクル中に膨張する膨張ライナー１７６のシリコーンにより、追加の径方向の圧力が更に加えられてもよい。同様に、硬化サイクル中、気体圧式シリコン空洞体に加える圧力を増加することにより、管板に対する径方向の圧力を増加してもよい。膨張ライナー１７６は、例えば、その内部に嵌め込まれている管板の直径の約５％から約６％の厚みを有し、硬化温度に耐えられる材料を含む。

図１８は、固定壁１８８に対して可動壁１８４を固定するためのクランプ１８２を含むモールド１８０の側面図を示しており、これらの壁の間には、未硬化の矩形エレメント１３０ａが配置されている。膨張ライナー１８６により、圧縮成形用モールドは、硬化サイクル中に、エレメント内の繊維の軸方向に交差するように圧力を加えることができる。膨張ライナー１８６は、膨張ライナー１７６の説明と同様のライナーであってもよい。

説明した圧縮成形用モールドは、液体であるか或はフィルムであるかにかかわらず、ポッティング処理中、一体化工程中、又は、繊維に対するマトリックスの注入工程中において、繊維のずれ防止を助ける。注入するマトリックスの毛細管効果（capillary effect）により、硬化前に繊維が押し分けられてしまう可能性があるということが、観察により示されている。圧縮成形用モールドにより、余分なマトリックスを絞りだして、繊維間隔を均一に保つことができる。

更に、本開示は、以下の付記に係る実施形態も含むものとする。

付記１．少なくとも１つの流入口及び複数の流出口を有するシェルと、
個々の繊維が、供給側端及び生成物側端を有するとともに、前記供給側端と前記生成物側端との間に非透過物側内部及び透過物側外部を有する、前記シェル内の複数の中空繊維膜と、
前記繊維の前記供給側端を固定するとともに、前記少なくとも１つの流入口と前記繊維の前記透過物側外部とを分離する、前記シェル内の供給側管板と、を含み、
前記供給側管板は、マトリックスと少なくとも１つのセグメントジョイントとを含み、前記マトリックスは、前記繊維の供給側端を包囲しており、前記セグメントジョイントは、前記マトリックスとは異なる追随性材料を含み、前記供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する、ガス分離モジュール。

付記２．前記ガス分離モジュールは、航空機の燃料タンク可燃性低減システムに含まれる空気分離モジュールであり、前記システムは、
前記少なくとも１つの流入口に対する空気源と、
窒素富化空気を含む非透過物を受け入れるための、前記航空機に搭載される燃料タンクと、を更に含む、付記１に記載のモジュール。

付記３．前記複数の流出口は、前記繊維の前記生成物側端から非透過物を排出するための少なくとも１つの流出口を含み、
前記モジュールは、前記繊維の前記生成物側端を固定するとともに、前記繊維の前記透過物側と前記少なくとも１つの流出口とを分離する、前記シェル内の生成物側管板とを更に含み、
前記生成物側管板は、マトリックスと少なくとも１つのセグメントジョイントとを含み、前記マトリックスは、前記繊維の前記生成物側端を包囲しており、前記セグメントジョイントは、前記マトリックスとは異なる追随性材料を含むとともに、前記生成物側管板の複数のセグメントを相互に分離し、前記供給側管板における前記セグメントジョイントは、前記生成物側管板における前記セグメントジョイントと分離する、付記１に記載のモジュール。

付記４．前記供給側管板及び前記生成物側管板における前記セグメントジョイントは、それぞれ、前記供給側管板と前記生成物側管板との間を延伸していない、付記３に記載のモジュール。

付記５．前記供給側管板は、前記繊維の前記供給側端を囲む矩形の周縁を有する、付記１に記載のモジュール。

付記６．前記繊維は、１つ又は複数の束にして配置されており、個々の束は、前記供給側端において矩形の周縁を有する管板のセグメントと、前記生成物側端において矩形の周縁を有する管板のセグメントと、を有する、付記１に記載のモジュール。

付記７．前記少なくとも１つのセグメントジョイントは、前記マトリックスから前記追随性材料を封止するフェースシートを含む、付記１に記載のモジュール。

付記８．前記フェースシートは、前記マトリックスとの結合を強化する処理面を含む、付記７に記載のモジュール。

付記９．供給側管板は、前記複数の中空繊維膜の層の間に熱可塑性ベールを更に含み、前記熱可塑性ベールは、前記マトリックスとは異なる材料を含んでおり、前記供給側管板の靱性を高める、付記１に記載のモジュール。

付記１０．少なくとも１つの流入口及び複数の流出口を有するシェルと、
個々の繊維が、供給側端及び生成物側端を有するとともに、前記供給側端と前記生成物側端との間に非透過物側内部及び透過物側外部を有する、前記シェル内の複数の中空繊維膜と、
前記繊維の前記供給側端を固定するとともに、前記少なくとも１つの流入口と前記繊維の前記透過物側外部とを分離する、前記シェル内の供給側管板と、を含み、
前記供給側管板は、マトリックスと複数のセグメントジョイントとを含み、前記マトリックスは、接着剤、樹脂、又は、これら両方を含み、前記マトリックスは、前記繊維の供給側端を包囲しており、前記セグメントジョイントは、前記マトリックスとは異なる追随性材料を含み、前記供給側管板の複数のセグメントを相互に分離しており、
前記マトリックスからそれぞれのセグメントジョイントを封止する複数のフェースシートと、
前記マトリックスを含むとともに前記供給側管板を囲うリムと、を更に含む、ガス分離モジュール。

付記１１．前記ガス分離モジュールは、航空機の燃料タンク可燃性低減システムに含まれる空気分離モジュールである、付記１０に記載のモジュール。

付記１２．前記供給側管板は、前記繊維の前記供給側端を囲む矩形の周縁を有する、付記１０に記載のモジュール。

付記１３．前記供給側管板は、４つから８つのセグメントジョイントを含む、付記１０に記載のモジュール。

付記１４．前記マトリックスは、ナノシリカ粒子を更に含む、付記１０に記載のモジュール。

付記１５．前記ナノシリカ粒子は、５０から１５０ナノメートルである、付記１４に記載のモジュール。

付記１６．前記マトリックスにおけるナノシリカ粒子の体積分率は、４０％以下である、付記１４に記載のモジュール。

付記１７．前記複数のフェースシートは、前記マトリックスとの結合を強化する処理面を有する、付記１０に記載のモジュール。

付記１８．前記リムは、当該リムを構造的に強化する炭素繊維、ナノシリカ粒子、又は、これら両方を更に含む、付記１０に記載のモジュール。

付記１９．前記供給側管板は、前記複数の中空繊維膜の層の間に熱可塑性ベールを更に含み、前記熱可塑性ベールは、前記マトリックスとは異なる材料を含んでおり、前記供給側管板の靱性を高める、付記１０に記載のモジュール。

付記２０．少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて、中空繊維膜材料を配置することと、
前記中空繊維膜材料と前記セグメントジョイントとにマトリックスを添加して当該マトリックスを硬化させることと、を含み、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、前記マトリックスとは異なる追随性材料を含み、
硬化された前記マトリックスと前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントとから供給側管板を形成することと、
前記中空繊維膜材料から複数の中空繊維膜を形成することと、を更に含み、個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有し、硬化された前記マトリックスは、前記繊維の前記供給側端を包囲し、前記供給側管板は、前記繊維の前記供給側端を固定し、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、前記供給側管板の複数のセグメントを相互に分離する、ガス分離モジュールの形成方法。

付記２１．前記中空繊維膜材料と少なくとも１つの他の管板用セグメントジョイントとに追加のマトリックスを添加して当該追加のマトリックスを硬化させることを更に含み、前記少なくとも１つの他のセグメントジョイントは、前記追加のマトリックスとは異なる追随性材料を含み、
硬化された前記追加のマトリックスと前記少なくとも１つの他の管板用セグメントジョイントとから生成物側管板を形成することを更に含み、硬化された前記追加のマトリックスは、前記繊維の前記生成物側端を包囲し、前記生成物側管板は、前記繊維の前記生成物側端を固定し、前記少なくとも１つの他のセグメントジョイントは、前記生成物側管板の複数のセグメントを相互に分離する、付記２０に記載の方法。

付記２２．前記マトリックスを添加することは、マトリックスフィルム、液体樹脂、又はこれらの組み合わせを付加することを含む、付記２０に記載の方法。

付記２３．前記複数の中空繊維膜の層の間に熱可塑性ベールを付加することを更に含み、前記熱可塑性ベールは、前記マトリックスとは異なる材料を含んでおり、前記供給側管板の靱性を高める、付記２０に記載の方法。

付記２４．前記熱可塑性ベールを付加する前に、前記マトリックスとしてマトリックスフィルムを前記熱可塑性ベールに取り付けることによりベールアセンブリを用意することと、を更に含む、付記２３に記載の方法。

付記２５．前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、支持体に取り付けられており、前記中空繊維膜材料を配置することは、前記中空繊維膜材料を前記支持体に巻き付けることを含む、付記２０に記載の方法。

付記２６．前記供給側管板を形成することと、前記複数の中空繊維膜を形成することとは、硬化された前記マトリックスと前記中空繊維膜材料とを機械加工して、前記繊維の供給側端を開口させることを含む、付記２０に記載の方法。

付記２７．前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて前記中空繊維膜材料を配置することは、硬化された前記マトリックスに対して少なくとも１つのスロットを機械加工するとともに、前記中空繊維膜材料に関連付けて前記少なくとも１つのスロットに前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントを挿入することを含む、付記２０に記載の方法。

付記２８．前記マトリックスは、ナノシリカ粒子を更に含む、付記２０に記載の方法。

付記２９．少なくとも１つの管板用セグメントジョイントと関連付けて、中空繊維膜材料を配置することと、
前記中空繊維膜材料と前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントとにマトリックスを添加することを含み、前記マトリックスは、接着剤、樹脂、又は、これらの両方を含み、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、前記マトリックスとは異なる追随性材料を含み、
前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイント、前記中空繊維膜材料の一部、及び前記マトリックスをモールドに投入することと、
前記中空繊維膜材料及び前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントに対して、径方向に圧力を加えることと、
前記圧力を加えるとともに熱を更に加えながら、前記モールド内の前記マトリックスを硬化させることと、
硬化された前記マトリックスと、前記中空繊維膜材料とを機械加工することと、
硬化及び機械加工された前記マトリックスと、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントとから供給側管板を形成することと、
前記中空繊維膜材料から複数の中空繊維膜を形成することと、を更に含み、個々の繊維は、供給側端及び生成物側端を有し、前記繊維の供給側端を開口しており、硬化された前記マトリックスは、前記繊維の前記供給側端を包囲し、前記供給側管板は、前記繊維の前記供給側端を固定し、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、前記供給側管板の複数のセグメントを相互に分離しており、
前記マトリックスを含むとともに前記供給側管板を囲うリムを形成することを更に含む、ガス分離モジュールの形成方法。

付記３０．前記マトリックスとして樹脂フィルムを熱可塑性ベールに取り付けることと、前記熱可塑性ベールと前記樹脂フィルムとを、前記複数の中空繊維膜の層の間に付加することとを更に含み、前記熱可塑性ベールは、前記マトリックスとは異なる材料を含んでおり、前記供給側管板の靱性を高める、付記２９に記載の方法。

付記３１．前記中空繊維膜材料を配置することは、前記中空繊維膜材料を円筒状の支持体に巻き付けることを含み、前記供給側管板は、円形の周縁を有する、付記２９に記載の方法。

付記３２．前記中空繊維膜材料を配置することは、前記中空繊維膜材料を、矩形の断面を有する柱を含む支持体に巻き付けることを含み、前記供給側管板は、矩形の周縁を有する、付記２９に記載の方法。

付記３３．前記供給側管板を形成することは、供給側管板の複数のセグメントを積み重ねることを含み、各セグメントは、矩形の周縁を有しており、前記少なくとも１つの管板用セグメントジョイントは、前記複数のセグメントの間に設けられる、付記２９に記載の方法。

付記３４．前記マトリックスは、ナノシリカ粒子を更に含み、前記リムは、当該リムを構造的に強化する炭素繊維、ナノシリカ粒子、又は、これら両方を更に含む、付記２９に記載の方法。

法律に従い、構造的及び方法上の特徴に概ね特有な文言を用いて、構成を説明してきた。しかしながら、構成は、図示及び記載された具体的な特徴に限定されないと理解されたい。したがって、構成は、添付の特許請求の範囲の適切な範囲内において、均等論にしたがって適切に解釈される当該構成の形態又は改変のうち何れかの形で請求されるものである。