用于增材制造无机过滤器支撑件的方法以及所得到的膜

技术领域

本发明涉及一种制造整体式(monolithic，单片式)无机多孔支撑件的方法，该整体式无机多孔支撑件特别地可以用于滤膜(filtration membrane，过滤膜)，尤其是切向滤膜。更具体地，多孔支撑件通过添加材料进行的技术来制备。

背景技术

滤膜构成选择性屏障，并且在转移力的作用下允许待处理的介质的某些成分通过或停止。这些成分的通过或停止可以由其尺寸相对于膜的孔的尺寸造成，进而使膜表现得像是一过滤器。根据孔的尺寸，这些技术被称为微滤(microfitration)、超滤(ultrafiltration)或纳滤(nanofiltration)。

膜由多孔支撑件组成，一个或多个分离层沉积在该多孔支撑件上。通常，首先通过挤压(extrusion，挤出)制造支撑件。然后对支撑件进行烧结以便获得所需的坚固性，同时保持开放且互连的多孔纹理(texture)。该方法需要获得直线(rectilinear)通道，而后一个或多个分离层在这些直线通道内沉积并烧结。因此，这样制成的膜经受至少两次烧结操作。在糊料(paste)制备过程中添加的有机粘合剂在其挤压之前会在支撑件的烧结过程中完全燃烧掉。

申请人已在申请FR 3 006 606中描述了一种滤膜的制备，该滤膜的多孔支撑件通过添加技术(additive technique，增材技术)制成，通过重复沉积连续的粉末床，随后根据预定图案进行局部固结。该技术允许制备具有机械抗性的(mechanically resistant)且适用于切向过滤的滤膜。然而，该技术的缺点在于，需要调节粉末的流动性，以使其在粉末床的沉积过程中能够完美(perfect，顺滑的)流动。此外，该技术需要去除未固结的粉末，也可能将其回收利用，这可能是棘手的、耗时的且昂贵的，特别是当所述未固结的粉末存在于多孔支撑件的非直线通道中时。

发明内容

在本发明的框架内，提出了一种用于制备多孔支撑件的新方法，该方法没有现有技术的缺点，特别是该方法快速、易于实施，其能够获得具有机械抗性的多孔支撑件，该多孔支撑件的形状、特别是非直线通道的形状容易改变。为此，该方法使用3D打印技术，能够获得可操纵式(manipulable)三维原始结构(raw structure，裸结构)，随后进行烧结步骤。所获得的多孔支撑件是匀质的、具有机械抗性的，并且孔隙率适用于过滤，即孔隙率在10％到60％之间并且是开放且互连的，平均孔径的范围为0.5μm至50μm。

根据本发明的方法还具有能够制备大尺寸整体式多孔支撑件(即高度大于1m)的优点，特别是大于使用沉积连续的粉末床随后用当前市场上的机器实现局部固结的添加技术进行制备的可能性，并且特别地在申请FR 3 006606中进行了描述。

此外，根据本发明的方法能够在不需要使用支撑装置的情况下制备具有倾角(tilts，倾斜)的支撑件。

在本文中，本发明涉及一种制造至少一个整体式无机多孔支撑件的方法，该整体式无机多孔支撑件的孔隙率在10％至60％之间，且其平均孔径的范围为在0.5μm至50μm，该方法使用包括至少一个挤压头的3D打印机，所述至少一个挤压头可移动地安装在相对于固定水平板位于其上方的空间中，该3D打印机允许无机成分的条(string，带)沉积，以根据3D数字模型构建可操纵式三维原始结构，该三维原始结构旨在形成一个或多个整体式无机多孔支撑件，所述方法由以下步骤组成：

-具有无机成分，该无机成分包含颗粒形式的粉末状固体无机相(phase)和基质，颗粒的平均直径在0.1μm至150μm之间；

-为3D打印机的挤压头供应无机成分，并导致无机成分的挤压以形成条；

-根据3D数字模型，在所述水平板上使用所述条来构建可操纵式三维原始结构；

-随着条被挤压，根据3D数字模型加速可操纵式三维原始结构的固结；以及

-将该可操纵式三维原始结构放置在热处理炉中，以在形成粉末状固体无机相的至少一种材料的熔化温度的0.5倍至1倍之间的温度下进行烧结操作。

在本发明的框架内，整体式无机多孔支撑件特别地可以用作滤膜支撑件，特别是可以用作切向滤膜支撑件。

根据本发明的方法包括以下附加特征中的任一或两者(both)：

-可操纵式三维原始结构在没有实施支撑手段(means)的情况下倾斜形成(make，制造)；

-粉末状固体无机相包含一种或多种氧化物、和/或碳化物、和/或氮化物和/或金属，优选地选自氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳化硅、钛和不锈钢，特别是氧化钛；

-基质包含至少一种溶剂和至少一种可溶于该溶剂的有机添加剂；

-通过以下特征中的至少一个来调节无机成分的流变性：粉末状固体无机相的粒度(granularity)、有机添加剂存在时其性质和/或比例；

-使用对流或辐射固结装置加速三维结构的固结，使基质中包含的至少一种溶剂蒸发；

-使用对流固结装置加速三维结构的固结，允许通过对流局部地提供对条的加热或使条周围的大气的更新，足以允许基质中包含的一种或多种溶剂的加速蒸发；

-使用辐射固结装置加速三维结构的固结，允许通过辐射局部地提供足够的加热，以允许基质中包含的一种或多种溶剂的加速蒸发；

-可操纵式三维原始结构是以彼此可分离的若干三维子结构的形式形成的；

-可操纵式三维原始结构是以若干三维子结构的形式形成的，三维子结构通过使用无机成分的条制成的至少一个可断裂桥连接并保持在一起；

-彼此固定安装的若干挤压头被移动，以同时形成若干独立的三维结构，每个三维结构由挤压头构造。

本发明还涉及通过根据本发明的方法可获得的整体式无机多孔支撑件。

本发明还涉及一种制备切向滤膜的方法，该方法包括：根据本发明制备整体式无机多孔支撑件，其中布置用于待处理的流体介质的循环的至少一个通道，随后形成一个或多个分离层。最后，本发明涉及通过这种方法可获得的切向滤膜。

附图说明

从以下参考附图给出的描述中得出了各种其他特征，附图通过非限制性示例示出了本发明的目的的实施例。

图1是示出在本发明框架内使用的3D打印机的图。

图2是无机成分的条在水平板上的沉积的剖视图。

图3是第一条在水平板上的沉积的立体图。

图4是无机成分的条在无机成分的第一层片(stratum)上的沉积的剖视图。

图5是沿图4的轴线AA的剖视图。

图6是示意性示出两个层片(strata)的立体图，每个层片由并置的(juxtaposed)条构成并且层片彼此成90°沉积，第一层片的条是连续的，第二层片的条是非连续的，以产生矩形空隙(void)。

图7是不包括本发明的原始结构的剖视图，其中观察到坍塌现象(collapsephenomenon)。

图8是根据本发明的原始结构的剖视图，其中未观察到坍塌现象。

图9是使用集成了对流固结装置的挤压头来沉积无机成分的条的剖视图。

图10A和图10B是沿图9的轴线A截取的挤压头的剖视图，其具有锥形环形槽(图10A)或倾斜孔口(图10B)。

图11是使用与辐射固结装置关联的挤压头来沉积无机成分的条的剖视图。

图12A是示出三维结构在没有支撑装置的情况下具有倾角的一个实施例的剖视图。

图12B是示出一个实施例的剖视图，对于该实施例，三维结构在没有支撑装置的情况下具有倾角，并且每个层片通过若干条的并置而形成。

图13是示出本发明之外的三维结构在具有支撑装置的情况下存在倾斜的一个实施例的剖视图。

图14是根据本发明的正在构建中(under construction)的可操纵的原始结构的立体图。

图15是根据本发明的整体式无机多孔支撑件的立体图。

图16A是包括直线中心通道和缠绕在所述中心通道周围的七个螺旋通道的整体式无机多孔支撑件的剖视图。图16B是图16A的支撑件的通道，即，中心通道和七个螺旋外围通道的立体图。

图17是平行构造的两个不同的可操纵式三维原始结构的立体图。

图18是由通过可断裂桥连接的两个可分离的三维子结构形成的可操纵式三维原始结构的立体图。

图19是通过可断裂桥连接的三个可分离的三维子结构的形式的可操纵式三维原始结构的立体图。

具体实施方式

本发明涉及整体式无机多孔支撑件1的制备、以及包括根据本发明的整体式无机多孔支撑件1的滤膜，整体式无机多孔支撑件1包括多个通道，在通道的壁上沉积一个或多个分离层。

在本发明的框架内，目的是制造用于流体滤膜、特别是用于切向滤膜的整体式无机多孔支撑件。这种多孔支撑件通常为管状几何形状，并且包括用于待过滤的流体的循环的至少一个通道或路径。这些循环通道具有入口和出口。通常，循环通道的入口位于多孔支撑件的其中一个端部，该端部起到待处理的流体介质的入口区域的作用，循环通道的出口位于多孔支撑件的另一个端部，该端部起到用于滞留物(retentate)的出口区域的作用。入口区域和出口区域通过连续的周边(peripheral)区域连接，渗透物在该周边区域处被回收。

在滤膜中，一个或多个循环通道的壁被至少一个过滤待处理流体介质的分离层连续地覆盖。一个或多个分离层是多孔的，并且其平均孔径小于支撑件的平均孔径。分离层既可以直接沉积在多孔支撑件上(单层分离层的情况)，也可以沉积在平均孔径较小的中间层上，中间层本身直接沉积在多孔支撑件上(多层分离层的情况)。因此，待过滤的流体介质的一部分穿过一个或多个分离层和多孔支撑件，使得该处理后的部分流体(称为渗透物)流经多孔支撑件的外周边表面。分离层界定滤膜的表面，该表面旨在与待处理的流体接触并与待处理的流体循环接触。

整体式无机支撑件1的孔隙率是开放的，即，其形成在所有三个维度中互连的孔的网络，这使通过一个或多个分离层过滤的流体能够穿过多孔支撑件并在周边处被回收。因此，渗透物在多孔支撑件的周边表面上被回收。

整体式无机多孔支撑件1的平均孔径的范围为0.5μm至50μm。整体式无机多孔支撑件1的孔隙率在10％至60％之间，优选地在20％至50％之间。

“平均孔径”是指体积分布的值d50，其中孔的总体积的50％对应于直径小于该d50的孔的体积。体积分布是表示以孔的体积频率作为其直径的函数的曲线(分析函数)。d50对应于将根据通过压汞(mercury penetration，汞渗透)获得的频率曲线定位的区域分成两个相等部分的中值。特别地，关于压汞测量技术，可以使用标准ISO 15901-1:2005中描述的技术。

支撑件的孔隙率(对应于所考虑材料中存在的互连的空隙(孔)的总体积)是在0至1之间或0％至100％之间的物理量。其调节所述多孔体的流动和保持能力。为了使材料用于过滤，总互连开放孔隙率必须最小为10％，以获得通过支撑件的令人满意的滤液流速，并且最大为60％，以确保多孔支撑件的合适的机械抗性。

多孔体的孔隙率可以通过在所述液体(水或其他溶剂)中长期停留之前和之后对所述材料进行称重来确定所述多孔体中包含的液体体积，从而进行测量。已知所考虑的材料和所使用的液体的各自的密度，转换为体积的质量差直接代表孔的体积，因此代表多孔体的总开放孔隙率。

其他技术允许精确测量多孔体的总开放孔隙率，这些技术包括：

-压汞仪法(mercury intrusion porosimetry，压汞孔隙率测定法)(前述ISO15901-1标准)：

在压力下注入的汞填充所实施压力可进入(accessible，可接近的)的孔，注入的汞的体积对应于孔的体积；

-小角散射：使用中子辐射或X射线的这项技术提供了达到整个样本的平均物理量的途径(access)。测量包括对样品散射强度的角分布的分析：

-通过显微镜获得的2D图像的分析；

-通过X射线断层扫描获得的3D图像的分析。

根据本发明的整体式无机多孔支撑件1通过烧结可操纵式三维原始结构2来制备，该三维原始结构是根据3D数字模型M通过使用三维打印机I叠加无机成分4的层片3

“三维原始结构”2是指由无机成分4的层片3

在本发明的框架内，“层片”3

在本发明的框架内，“条”7

3D数字模型M是由计算机设计软件确定的，以便构造三维原始结构2。借助于切片软件(slicing software)，该3D数字模型M对应于被分为连续层片3

三维打印机I的挤压头6由位移机构(图中未示出)、例如机器人支撑，允许其沿至少三个轴线(x、y和z)位移。因此，由于由本身已知的所有类型的计算机R驱动的位移机构，挤压头6可以沿水平面(x轴和y轴)和竖直地(z轴)移动。该计算机R根据3D数字模型M控制位移系统、进而控制挤压头6沿预定路径的运动，三维原始结构2从该3D数字模型M制成，其允许在热处理操作后获得整体式无机多孔支撑件1。

挤压头6包括用于无机成分4的入口(图中未示出)。如图所示，挤压头6还包括根据所述3D数字模型M可移动的校准(calibrated)流动孔口8(例如喷嘴)。根据本发明的方法，无机成分4通过入口被引入机器的挤压头6中，以供给流动孔口8。可以施加机械作用，以通过该入口将无机成分4引入头6中。

在本发明的框架内，“机械作用”是指通过任何已知技术手段(例如活塞、泵或挤压机)施加压力。本领域技术人员可以以通常的方式进行该步骤，在此不再赘述。

流动孔口8与水平板5相对放置并位于其附近。流动孔口8可相对于固定的水平板5竖直地(即沿z轴)和水平地(即沿x轴和y轴)移动。在无机成分4的条7

根据附图所示的实施例，挤压头6设有圆形截面的流动孔口8。当流动孔口8为圆形截面时，其直径D有利地为0.1mm至10mm，优选地为0.1mm至1mm，且优选地为0.1mm至0.7mm。然而，流动孔口8不一定为圆形截面，可以设想另一种形状。

无机成分4有利地具有陶瓷和/或金属性质。无机成分4由粉末状固体无机相和基质构成。因此，无机成分4不是粉末，而是糊料。

无机成分4的粉末状固体无机相包括一种或多种固体无机材料，固体无机材料均为颗粒形式，颗粒的平均直径在0.1μm至150μm之间。

平均直径的概念(notion)与颗粒分布的概念相关。实际上，粉末的颗粒很少为单一或单分散尺寸，因此，粉末最通常以其颗粒的尺寸分布为特征。然后，平均直径对应于颗粒尺寸分布的平均值。该分布可以以不同方式表示，例如频率分布或累积(cumulative)分布。一些测量技术直接给出基于数字(显微镜)或基于质量(筛分)的分布。平均直径是中心趋势(central tendency)的测量值。

模式、中值和平均值属于使用最广泛的中心趋势之一。模式是分布中最常见的直径：其对应于频率曲线的最大值。中值表示上方和下方的值的总频率相同的值(换言之，中值下方和上方的颗粒总数或体积相同)。必须对这部分计算平均值，并且其确定分布的矩(moments)相等的点。对于正态分布，模式、平均值和中值重合，而它们在非正态分布的情况下不同。

构成无机粉末的颗粒的平均直径特别地可以通过以下方式测量：

-范围在3mm至约0.1μm的颗粒的激光衍射；

-沉淀(sedimentation)/离心分离(centrifugation)；

-范围在0.5μm至约2nm的颗粒的动态光散射(DLS)；

-通过显微镜获得的图像分析；

-小角X射线衍射。

最常见的，无机成分4包括单独或作为混合物的一种或多种粉末状无机材料，氧化物和/或氮化物和/或碳化物和/或金属。作为在本发明框架内合适的氧化物的示例，尤其可以提及金属氧化物，特别是氧化钛、氧化锆、氧化铝和氧化镁，氧化钛是优选的。作为碳化物的示例，尤其可以提及金属碳化物，特别是碳化硅。作为可以使用的氮化物的示例，尤其可以提及氮化钛、氮化铝和氮化硼。作为在本发明框架内合适的金属的示例，尤其可以提及钛和不锈钢。根据一个优选实施例，无机成分4包括作为粉末状无机材料的至少一种金属氧化物，优选地为氧化钛。

无机成分4的基质包括一种或多种溶剂。一种或多种溶剂可以是水性的或有机的。例如，可以提及水、乙醇或丙酮。

此外，无机成分4的基质可以包括一种或多种有机添加剂。有利地，这些有机添加剂可溶于基质的一种或多种溶剂中。通过以下非限制性示例，可以选择在本发明框架内合适的一种或多种有机添加剂：

-粘合剂，例如在纤维素醚中，例如为聚合物的羟乙基纤维素、为多糖的阿拉伯树胶、或聚乙二醇(PEG)，

-润滑剂和增塑剂，例如在甘油或硬脂酸中，

-增稠剂和胶凝剂，例如在为半乳糖聚合物的黄原胶或琼脂中。

相对于无机成分4的总重量，无机成分4中的粉末状无机材料的质量含量的范围可以为重量的50％至90％，优选为重量的80％至85％之间。

相对于无机成分4的总重量，无机成分4中的基质的质量含量的范围可以为重量的10％至50％，优选为重量的15％至20％。

在本发明的框架内，就流动性而言，无机成分4具有合适的流变性，以使其通过校准流动孔口8挤出。

在本发明的框架内，由于粉末状固体无机相的粒度、和/或由于有机添加剂在其存在时的性质和/或由于其各自的比例，可以调节无机成分4的流变性。实际上，例如，使用包括一种或多种有机添加剂的基质允许改变无机成分4的流变性，有机添加剂可溶于基质中包含的一种或多种溶剂中。

“粉末状固体无机相的粒度”是指构成粉末状固体无机相的颗粒的尺寸。粒度的特征在于上述平均直径的概念。

如图2所示，由于机械作用，在无机成分4穿过校准流动孔口8后，形成了无机成分4的条7

如图3所示，一旦无机成分4的条7

流动孔口8根据3D数字模型M沿预定路径水平地移动，因此平行于水平板5移动，以形成第一层片3

如图4和图5所示，在第一层片3

在图4和图5所示的示例中，每个层片3

当一个或多个条7

如图所示，每个层片3

申请人已观察到，当固结未加速时，三维原始结构的机械强度在某些情况下可能不足，从而导致三维原始结构因其坍塌而变形。这种变形可能是由于未充分固结的层片在沉积于其上的层片的重量作用下变形而坍塌所导致的。图7示出了该坍塌现象。申请人已观察到，这种变形也可以是由于条在其挤压后立即坍塌而导致的：条的坍塌可能直接发生在挤压头外，然后使条的横截面产生变形，特别是条的最终高度低于根据3D数字模型规划的高度。在三维结构包括倾角的情况下，当在没有支撑装置的情况下构建三维原始结构时，变形也可以是由于悬臂式(cantilevered)条部的坍塌所导致的。

为了避免任何坍塌现象，如图8所示，在烧结步骤之前实现固结的加速，以便根据数字模型M快速提高三维原始结构的机械强度。在这种情况下，每个层片3

这种固结的加速是使用固结装置10构建可操纵式三维原始结构2来实现的，该固结装置以与流动孔口8相同的方式移动。如图1中示意性示出的，固结装置10放置在挤压头6的附近，无论其是否由挤压头6承载。更具体地，固结装置10可以固定或可以不固定至挤压头6、或者形成挤压头6的一部分。如果固结装置10未由挤压头6承载，则会跟随其位移。因此，随着无机成分4被挤压而实现固结的加速。优选地，一旦条7

该固结装置10允许加速无机成分4中包括的至少一种溶剂的蒸发。换言之，借助于固结装置10的溶剂的蒸发足够快速，以向可操纵式三维原始结构2提供机械强度，并且足以避免其任何塌陷(即使在其具有倾角的情况下)。为此，存在于条7

固结装置10可以是对流装置或辐射装置。

在对流固结装置10的情况下，一个或多个空气射流朝向条7

在辐射固结装置10的情况下，通过对条7

可以根据所使用的无机成分4调节固结的加速。实际上，取决于无机成分4的性质，特别是其流变性，固结的加速对于避免可操纵式三维原始结构2的任何坍塌现象或多或少会是至关重要的。可以通过调整由固结装置10产生的气流、温度和/或辐射能来进行固结的加速的调节。

例如，当存在于无机成分4中的溶剂为水时，借助于条7

根据图5和图8所示的实施例，层片3

本发明的方法，以及特别地条7

如在申请人的申请FR 3060 410中所描述的，可操纵式三维原始结构2中至少一个倾角的存在允许制造包括至少一个螺旋通道的整体式无机多孔支撑件1。这种多孔支撑件能够获得具有合适几何形状的切向滤膜，其允许降低分离层堵塞的风险，并因此增加滤液流。

如图14所示，根据本发明的方法允许根据3D数字模型M堆叠层片3

最后，一旦获得可操纵式三维原始结构2，就使其经受热处理以进行烧结操作。为此，将可操纵的三维原材料结构2放置在炉中足够长的时间以允许烧结该整个可操纵式三维原始结构2，该炉的温度在存在于无机成分4中的至少一种粉末状固体无机材料的熔化温度的0.5倍至1倍之间变化。

在烧结步骤期间，多孔支撑件1的尺寸可以相对于可操纵式三维原始结构2的尺寸变化。这种变化取决于无机成分4的性质和烧结条件。在本发明框架内使用的计算机设计软件能够预测该变化，并且基于该变化确定3D数字模型M。

根据本发明的方法允许获得互连多孔结构的整体式无机支撑件1，其适用于过滤，特别是切向过滤。此外，由此获得的整体式无机多孔支撑件1具有适用于过滤、特别是切向过滤的机械抗性。更准确地，整体式无机多孔支撑件1在不爆裂(bursting)的情况下承受至少30巴的内部压力，优选地，在不爆裂的情况下承受至少50巴的内部压力。爆裂压力对应于使支撑件在通道中用水施加内部压力的作用下爆裂的压力。

所构造的三维结构可以是任何形状，特别是具有圆形横向横截面、以及具有圆柱形外表面的长型(elongated，细长的)形状，如图15所示。然而，这种形状不是强制性的，并且可以根据所需应用设想另一种形状。实际上，根据本发明的方法允许制成各种形状的整体式无机多孔支撑件1。特别地，当整体式无机多孔支撑件1旨在用于切向滤膜时，其包括用于待处理的流体的循环的至少一个通道11，并且有利地，包括若干通道11。这些通道11可以是直线的或非直线的，互连的或非互连的。在图15所示的示例中，整体式多孔支撑件1包括四个通道11，通道11由堆叠的层片3

根据第一实施例，根据本发明的方法允许一次制备单个可操纵式三维原始结构2，从而在烧结后一次制备单个整体式多孔支撑件1。

根据图17所示的第二实施例，上述方法允许同时制备两个独立的(即未连接在一起的)可操纵式三维原始结构2

根据第三实施例，上述方法允许以彼此可分离的若干相同或不同的三维子结构的形式来制备可操纵式三维原始结构2。根据该实施例，通过至少一个使用无机成分4的条7

根据图18所示的该实施例，根据本发明的方法允许以两个三维子结构2

如图19所示，该第三实施例还允许以三个原始子结构2

替代性地，尽管未示出，三维子结构可以通过存在于或不存在于可操纵式三维原始结构2的整个高度上的单个可断裂桥13连接，并且可以包括不同数量和形状的通道。同样地，尽管未示出，根据本发明的方法允许制备多于三个可分离的三维子结构。尽管未示出，但根据该后一实施例制备的三维子结构可以具有不同的形状和/或尺寸。

在烧结步骤之前，可以断开连接三维子结构的一个或多个桥13，从而允许在烧结步骤之后生产整体式多孔支撑件。

根据本发明的方法的优点在于，在单个生产步骤中为整体式无机多孔支撑件1提供恒定且均匀的特性，并且能够获取(access)多种形状。根据本发明的方法还允许制备具有倾角的整体式无机多孔支撑件1，而在其制造过程中无需支撑装置。

本发明还涉及通过根据本发明的方法获得的整体式无机多孔支撑件1。这种支撑件的优点在于具有均质结构，并且能够用作滤膜支撑件。

最后，本发明涉及制备切向滤膜的方法，以及通过这种方法获得的切向滤膜。

在根据本发明的切向滤膜中，布置在整体式无机多孔支撑件1中的一个或多个循环通道11的壁上覆盖有至少一个分离过滤层，该分离过滤层旨在与待处理的流体接触并确保待过滤的流体介质的过滤。一个或多个分离层是在整体式无机多孔支撑件1形成之后创建的。根据本发明的用于制备切向滤膜的方法包括以下步骤：根据上述方法制备整体式无机多孔支撑件1，接着是(即，在制备整体式无机多孔支撑件1的最终烧结步骤之后)创建一个或多个分离过滤层的步骤。在申请人名下的专利FR 2 723 541中有利地描述了该方法。

可以使用本领域技术人员已知的任何技术创建分离过滤层。特别地，分离层可以通过应用包含至少一种可烧结成分的悬浮物(suspension)而沉积在支撑件1的通道11的壁上，其旨在固化之后构成分离过滤层。这种成分具有通常用于生产无机滤膜的构成。该成分包含至少一种氧化物、一种氮化物、一种碳化物或一种其他陶瓷材料或它们的混合物，氧化物、氮化物和碳化物是优选的。可烧结成分悬浮在例如水中。为了消除存在聚集体(aggregate)的风险并使晶粒在液体中的分散最优化，将获得的悬浮液研磨以破坏聚集体并获得基本上由基本(elementary)颗粒构成的成分。然后用有机添加剂调节悬浮液的流变性，以满足渗入支撑件的通道的流体力学要求。分离层一旦沉积，则被干燥，然后在取决于其性质、其晶粒的平均尺寸和目标切断阈值(target cutoff threshold)的温度下烧结。

在多层分离层的情况下重复该分离过滤层沉积步骤。

根据本发明的膜的机械抗性良好。更具体地，在不爆裂(bursting)的情况下，根据本发明的膜的内部压力为至少30巴，优选地，至少50巴。通常认为50巴的内部压力是必要的，并且足以保证膜在其操作期间的机械强度。

根据本发明的整体式多孔支撑件以通过可断裂桥彼此连接的三个三维子结构的形式制成。每个子结构包括七个螺旋通道，这些螺旋通道以等于70mm的螺距螺旋地缠绕在直线中心通道周围，产生等于41.7°的坡度(或悬垂角α)。

该整体式多孔支撑件由无机成分制备，该无机成分包括(不同成分的百分比是相对于无机成分总重量的质量百分比)：

【表1】

通过在预先加热至40℃的水中溶解有机添加剂来制备基质。然后，在Brabender牌的Z臂捏合机(kneader)中将基质与粉末状固体无机相捏合3小时。

使用预涂有油酸的进料管将由此获得的无机成分引入“Delta WASP2040”机器中。挤压是在6.8巴的压力下通过直径为1mm的校准流动孔口进行的。

打印参数为：

-每个层片的厚度e＝0.5mm，

-条挤出速度＝5mm/sec。

通过位于“Delta WASP 2040”机器的挤压头中的辐射固结装置来加速由此获得的三维结构的固结。挤压头由致密的烧结氧化铝制成，其具有调节至100℃的锥形周边空气射流(如图10A所示)。

烧结是在温度高达1450℃的电炉中进行的，如下所示：

-温升：每小时100℃，直到达到1450℃，

-最高温度(1450℃)的水平保持4小时，

-自然冷却。

获得的三维结构具有以下特征：

-结构的高度：400mm，

-平均孔径：15μm，

-孔隙率：34％，

-机械抗性：爆裂压力：98巴，

-有效烧结收缩率：2.5％。

使用ISO 15901-1:2005标准中描述的有关压汞测量技术的技术来确定平均孔径。

通过确定支撑件中可以包含的液体的体积来测量孔隙率，如上所述。

在用液化石蜡阻塞孔之后，使用一种允许用水填充通道并增加存在于通道中的水的压力直到被测试的支撑件爆裂的装置，测量爆裂压力。该装置允许记录到达爆裂前的最大压力。

通过计量学来测量有效烧结收缩率。

本发明不限于所描述和所表示的示例，因为可以在不脱离其框架的情况下进行各种修改。