KR100642032B1 - Polyvinyl alcohol hydrogel and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직경이 0.1 내지 50μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 폴리비닐 알콜 하이드로겔에 관한 것이다. 당해 겔은 표면적이 넓고 미생물 포착성 및 액체 통과성이 우수하여 정화 기능이 우수하다. 본 발명은 이와 같은 하이드로겔의 제조방법도 제공한다.The present invention relates to a polyvinyl alcohol hydrogel having a network structure formed by intertwining a fibrous material having a diameter of 0.1 to 50 µm as a surface layer. The gel has a large surface area, excellent microbial trapping ability and liquid passage ability, and has an excellent purifying function. The present invention also provides a method for producing such a hydrogel.

Description

폴리비닐 알콜 하이드로겔 및 이의 제조방법Polyvinyl alcohol hydrogel and preparation method thereof

본 발명은 폐수 처리, 바이오리액터(bioreactor) 등에 사용되는 미생물 담체로 알맞은 하이드로겔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogel suitable for a microbial carrier used in wastewater treatment, a bioreactor, and the like, and a method for preparing the same.

중합체 겔은 생촉매용 담체, 보습제, 냉매; 눈, 피부, 관절과 같은 생체겔(biogel)의 대체 물질, 약물 방출 제어 물질 및 액츄에이터(actuator)용 기재로 활발히 연구되어 왔다.Polymer gels include biocatalyst carriers, humectants, refrigerants; It has been actively studied as a substitute for biogels such as eyes, skin, joints, drug release controlling substances and substrates for actuators.

공지된 중합체 하이드로겔은 한천, 알기네이트, 캐러기난(carrageenan), 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 알콜(이후, "PVA"라 칭함) 및 광경화성 수지로 구성된다. 이들 중에서 기계적 강도도 높고 친수성(함수성 및 미생물 서식성 등)이 뛰어난 PVA계 겔이 특히 활발히 연구되었고 미생물 담체로서 주의를 끌었다.Known polymeric hydrogels consist of agar, alginate, carrageenan, polyacrylamide, polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as "PVA") and photocurable resins. Among them, PVA-based gels having high mechanical strength and excellent hydrophilicity (such as water-soluble and microbial habitat) were particularly actively studied and attracted attention as microbial carriers.

미생물 담체 및 바이오리액터로서 이용되는 하이드로겔은 미생물과 수분을 보유하는 능력과 미생물과 기타 미세물을 포착하는 능력이 우수할 필요가 있다. 하이드로겔의 이와 같은 특성의 개선에 관해서 여러 각도의 연구가 진행되어 왔다.Hydrogels used as microbial carriers and bioreactors need to be excellent in their ability to retain microorganisms and water and to capture microorganisms and other fines. Various angles of research have been made regarding the improvement of such properties of hydrogels.

예를 들어, 일본 공개특허공보 제41516/1995호에는 PVA와 나트륨 알기네이트를 함유하는 수용액을 염화칼슘 수용액 등과 접촉시켜 적어도 PVA 용액 표면에 존재하는 나트륨 알기네이트를 고화시킴으로써 혼합물을 성형시킨 후, 동결 및 융해조작을 반복하거나 PVA용 응고액과 접촉시켜 성형물을 겔화함으로써 수득한 PVA 겔을 기재하고 있다. 그러나, PVA용 응고액과 접촉시켜 수득한 겔은 표면이 평활하기 때문에 미생물 포착성이 낮다(도 4 참고). 동결과 융해 조작을 반복하여 수득한 겔은 표면에 요철을 형성하기는 하지만 요철이 겔 내부에는 만들어지지 않고 표면 근처에 치밀한 층을 형성한다. 따라서, 미생물이 겔의 내부로 침입하지 못하고 표면에서만 서식하게 된다(도 5 참고).For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4416/1995 discloses an aqueous solution containing PVA and sodium alginate in contact with an aqueous calcium chloride solution or the like to solidify at least the sodium alginate present on the surface of the PVA solution, followed by freezing and It describes a PVA gel obtained by repeating the melting operation or contacting with a coagulant for PVA to gel the molded product. However, the gel obtained by contact with the coagulant for PVA has a low microbial trapping ability because the surface is smooth (see FIG. 4). The gel obtained by repeating the freezing and thawing operation forms irregularities on the surface but does not form irregularities inside the gel but forms a dense layer near the surface. Therefore, the microorganisms do not invade the inside of the gel and only live on the surface (see FIG. 5).

일본 공개특허공보 제17904/1988호에는 톨루엔과 같은 유기 용매 속에 PVA와 자연 겔화 촉진제(예: 염화나트륨)와의 혼합 수용액을 분산시켜 구형 입자체를 형성하고 자발적으로 겔화되도록 하여 수득한 거대 입자체 다공성 PVA가 기재되어 있다. 당해 공정에 의해 PVA는 혼합 수용액으로부터 침전되어 상 분리를 일으켜, 침전물이 불균질 구조를 가지고 거대한 다공성 PVA 입자체를 제공한다. 그러나, 당해 공정에서는 PVA 응고액과 접촉시켜 수득한 겔과 마찬가지로 표면이 평활한 겔이 형성된다(도 4 참고).Japanese Laid-Open Patent Publication No. 17904/1988 discloses a macroparticulate porous PVA obtained by dispersing a mixed aqueous solution of PVA and a natural gelling accelerator (e.g. sodium chloride) in an organic solvent such as toluene to form spherical particles and spontaneously gel. Is described. By this process, PVA precipitates from the mixed aqueous solution to cause phase separation, giving the precipitate a heterogeneous porous and large PVA particle body. However, in this step, a gel having a smooth surface is formed as in the gel obtained by contact with the PVA coagulant (see FIG. 4).

일본 공개특허공보 제276488/1988호에는 탄산수소나트륨 등을 PVA 수용액에 가하여 미세한 기포를 생성시킨 후, 혼합물을 동결 및 융해 처리하여 겔화하는 공정이 기재되어 있다. 그러나, 수득한 겔은 표면이 평활하기 때문에 미생물 포착성이 떨어진다. 또한, 당해 겔에는 기포로부터 커다란 기공(크기: 100μm 이상)이 형성되어 미생물이 내부로 쉽게 침입되므로 장기간 미생물을 보유하지 못한다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 276488/1988 describes a process of adding sodium hydrogen carbonate or the like to a PVA aqueous solution to generate fine bubbles, and then freezing and melting the mixture to gelate the mixture. However, the obtained gel is poor in microbial trapping because of its smooth surface. In addition, the gel does not retain microorganisms for a long time because large pores (size: 100 μm or more) are formed from bubbles, and microorganisms easily invade the inside.

일본 공개특허공보 제251190/1995호에는 수염과 같은 표면 상에 단섬유들이 나 있는 구조를 갖는 겔이 기재되어 있다. 당해 겔은 PVA와 나트륨 알기네이트와의 혼합 용액을 단섬유가 분산되어 있는 염화칼슘 수용액에 적가하여 수득한다. 그러나, 이와 같은 공정으로 단섬유를 접착시키면 겔 특성이 악화된다. 또한, 수염과 같은 섬유가 존재함으로써 겔 입자체들이 서로 얽혀서 입자체가 쉽게 손상된다. 또한, 겔 표면에는 다수의 섬유로 이루어진 망상 구조가 형성되지 않으므로 미생물 포착성의 개선이 미흡하다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 251190/1995 discloses a gel having a structure in which short fibers are present on a surface such as a beard. The gel is obtained by dropwise adding a mixed solution of PVA and sodium alginate to an aqueous calcium chloride solution in which short fibers are dispersed. However, the adhesion of short fibers in such a process deteriorates the gel properties. In addition, the presence of fibers such as whiskers causes the gel particle bodies to become entangled with each other and the particle bodies are easily damaged. In addition, since the network structure made up of a plurality of fibers is not formed on the gel surface, improvement of microbial trapping ability is insufficient.

따라서, 본 발명의 목적은 미생물 포착성과 미생물 서식성을 포함하여 특성이 우수한 PVA 겔을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a PVA gel with excellent properties, including microbial entrapment and microbial habitat.

본 발명의 또 다른 목적은 PVA 겔의 효율적인 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an efficient method for preparing PVA gel.

본 발명이 제공하는 것은 다음과 같다:The present invention provides:

1) 직경이 0.1 내지 50μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 폴리비닐 알콜 하이드로겔;1) polyvinyl alcohol hydrogel having a network structure formed by interweaving a fibrous material having a diameter of 0.1 to 50 µm as a surface layer;

2) 1)에 있어서, 직경이 1 내지 10mm인 구형(spherical shape)인 폴리비닐 알콜 하이드로겔;2) the polyvinyl alcohol hydrogel according to 1), having a spherical shape having a diameter of 1 to 10 mm;

3) 1) 또는 2)에 있어서, 추가로 아세탈화되는 폴리비닐 알콜 하이드로겔;3) the polyvinyl alcohol hydrogel according to 1) or 2), which is further acetalized;

4) 1) 내지 3) 중의 어느 하나에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 포함하는 바이오리액터;4) a bioreactor comprising a polyvinyl alcohol hydrogel according to any one of 1) to 3);

5) 1) 내지 3) 중의 어느 하나에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 이용하는 정화 장치;5) Purification apparatus using the polyvinyl alcohol hydrogel according to any one of 1) to 3);

6) 1) 내지 3) 중의 어느 하나에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔에 함유된 수분을 적어도 일부 제거하여 수득한, 폴리비닐 알콜 성형물;6) a polyvinyl alcohol molding obtained by removing at least a part of the water contained in the polyvinyl alcohol hydrogel according to any one of 1) to 3);

7) 직경이 0.1 내지 50μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 알칼리 처리하여 형성되는 겔;7) a gel formed by alkali treatment of a polyvinyl alcohol hydrogel having a network structure formed by intertwining a fibrous material having a diameter of 0.1 to 50 µm as a surface layer;

8) 비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계 및 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법;8) A phase separation solution by adding a substance capable of phase-separating the polymer mixed solution (material C) to a polymer mixed solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) which gels upon contact with a cation. Preparing a polymer, contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solid with a coagulation liquid which serves to solidify the polymer A. Method for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising the step of;

9) 비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수 득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및 위의 단계에서 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법;9) A phase separation solution by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) which gels upon contact with a cation. Preparing a polymer, contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solidified product with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. A process for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising the step of removing and partially or all of the polymer B from the gel obtained in the above step;

10) 비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수 득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 이후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법;10) A phase separation solution by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) that gels upon contact with a cation. Preparing a polymer, contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solidified product with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. A process for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising the step of performing the acetalization reaction simultaneously with or after gelling;

11) 비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수 득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계, 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 이후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계 및 위의 단계에서 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법 및11) A phase separation solution by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) which gels upon contact with a cation. Preparing a polymer, contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solidified product with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. And performing acetalation reaction after gelling or gelling at the same time and removing some or all of polymer B from the gel obtained in the above step.

12) 8) 내지 11) 중의 어느 하나에 있어서, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)가 나트륨 알기네이트인 방법.12) The process according to any one of 8) to 11), wherein the polymer to be gelled upon contact with a cation (polymer B) is sodium alginate.

첨부된 도면과 관련하여 다음 상세한 설명을 참고하면 본 발명 및 본 발명의 다수의 부수적인 이점을 쉽게 보다 완전하게 이해할 수 있을 것이다.Reference will now be made to the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a more complete understanding of the present invention and its numerous attendant advantages.

본 발명은 직경 0.1 내지 50μm의 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 PVA 겔(도 1 내지 도 3 참조)이 여러 가지 성능에서 우수하다는 발견에 근거하여 완성된 것이다. 이와 같은 겔을 오수 정화 물질로 사용하면, 거친 표면을 형성하는 망상 구조가 우수한 미생물 등의 포착성 및 미생물의 서식성을 제공한다. 당해 겔은 내부에 액체 통과를 막는 것이 없으므로 액체가 내부를 통과하기 쉬워서 오수 정화 능력이 추가로 향상된다.The present invention has been completed based on the finding that PVA gel (see FIGS. 1 to 3) having a network structure formed by interweaving a fibrous material having a diameter of 0.1 to 50 μm as a surface layer is excellent in various performances. The use of such a gel as a sewage purification material provides the trapping ability of microorganisms and the like and the habitat of microorganisms having an excellent network structure forming a rough surface. Since the gel does not block the passage of the liquid therein, the liquid easily passes therethrough, and the sewage purification ability is further improved.

이와 같은 이유로, 겔은 유효 표면적이 현저하게 크기 때문에 크로마토그래피용 충전물질로서 뿐만 아니라 필터로서도 효과가 우수하다. 표면층의 망상 구조는 매우 헐겁기 때문에 보습 특성이 우수하여 당해 겔은 냉매나 보습제로서도 효과적이다.For this reason, the gel has a remarkably large effective surface area, which is effective as a filter as well as a filler for chromatography. Since the network structure of the surface layer is very loose, it is excellent in moisturizing properties and the gel is effective as a refrigerant or a moisturizing agent.

미생물 포착성, 표면적의 증가, 액체 투과성 및 보습성의 측면에서, 망상 구조를 형성하는 섬유상 물질의 직경은 각각 0.1 내지 5Oμm, 바람직하게는 0.2 내지 20μm, 보다 바람직하게는 0.3 내지 10μm이어야 한다. 표면층은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 명세서에 기재한 것 이외의 다른 섬유상 물질 및 재료를 포함할 수 있다.In terms of microbial entrapment, increase in surface area, liquid permeability and moisture retention, the diameter of the fibrous material forming the network structure should be 0.1 to 50 µm, preferably 0.2 to 20 µm, more preferably 0.3 to 10 µm, respectively. The surface layer may include other fibrous materials and materials other than those described in the specification without departing from the effect of the present invention.

섬유상 물질은 형태가 같을 필요는 없고 두께와 길이가 서로 상이할 수 있다. 마찬가지로, 섬유상 물질 하나를 볼 때 길이 방향으로 두께, 형태 등이 상이할 수 있다.The fibrous materials need not be identical in shape and can differ in thickness and length from one another. Similarly, when looking at a fibrous material, the thickness, shape, etc. may be different in the longitudinal direction.

이와 같은 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 포함하는 표면층에 의해 여러 가지 효과를 얻을 수 있다.Various effects can be obtained by the surface layer including the network structure formed by entanglement of such fibrous materials.

본 발명에 따르는 겔의 표면이 반드시 섬유상 물질로 완전하게 덮일 필요는 없다. 그러나, 겔 표면의 30% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이 섬유상 물질을 포함하는 망상 구조(표면층)로 구성되는 것이 바람직하다.The surface of the gel according to the invention does not necessarily need to be completely covered with fibrous material. However, it is preferable that 30% or more, preferably 50% or more, and more preferably 80% or more of the gel surface are composed of a network structure (surface layer) comprising a fibrous substance.

겔의 미생물 포착성과 강도 및 내마모성의 측면에서, 표면층의 두께는 겔 직경(최대 직경)의 약 0.1 내지 20%, 바람직하게는 약 1 내지 10%가 바람직하다.In view of the microbial entrapment and strength and wear resistance of the gel, the thickness of the surface layer is preferably about 0.1 to 20%, preferably about 1 to 10% of the gel diameter (maximum diameter).

또한, 본 발명에 따르는 겔의 내부는 표면층의 구조보다 미세한 스폰지형 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 당해 겔을 생촉매용 담체로서 사용하는 경우, 표면층으로서 섬유상 물질이 존재함으로써 미생물 포착이 용이하고, 미생물은 섬유가 존재하는 양호한 조건에서 서식할 수 있다. 이런 경우, 겔의 내부가 보다 미세한 구조를 포함하면 미생물의 서식성이 향상되고 겔 강도를 증가시킬 수 있으며, 두 경우 모두 바람직하다. 겔 강도 측면에서, 겔의 내부는 섬유상 물질로 구성되지 않고 다수의 미세 기공을 갖는 내부 연결식 스폰지형 구조를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the inside of the gel according to the present invention is preferably made of a sponge-like structure finer than the structure of the surface layer. When the gel is used as a carrier for a biocatalyst, the presence of a fibrous substance as the surface layer facilitates microbial trapping, and the microorganisms can inhabit under favorable conditions in which fibers are present. In this case, if the inside of the gel contains a finer structure, the microorganisms can be improved and the gel strength can be increased, which is preferable in both cases. In terms of gel strength, it is preferable that the interior of the gel does not consist of fibrous material but comprises an internally connected sponge-like structure having a plurality of fine pores.

내부 스폰지형 구조의 미세 기공은 직경이 바람직하게는 0.1 내지 100μm, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5Oμm, 가장 바람직하게는 약 1 내지 10μm이다.The micropores of the inner sponge-like structure preferably have a diameter of 0.1 to 100 m, more preferably 0.5 to 50 m and most preferably about 1 to 10 m.

겔의 강도 및 내마모성 측면에서 치밀한 내부의 두께는 겔 직경(최대 직경)의 10% 이상, 보다 바람직하게는 40% 이상, 특히 50% 이상이고 99.9% 이하, 보다 바람직하게는 99% 이하인 것이 바람직하다.In terms of strength and abrasion resistance of the gel, the dense internal thickness is preferably at least 10%, more preferably at least 40%, especially at least 50% and at most 99.9%, more preferably at most 99% of the gel diameter (maximum diameter). .

겔의 내부는 균일한 구조를 가질 필요는 없다. 따라서, 내부는 부분적으로 여러 가지 구조를 가질 수 있고, 다른 구조를 갖는 중간층을 통하여 표면층과 연결될 수도 있다. 후자의 경우, 중간층은 미생물이 내부로 유입될 수 있도록 표면층과 내부 사이에 차단막을 구성하지 않는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 액체 투과성의 측면에서, 중간층의 다공도는 내부(미세기공층)의 다공도보다 큰 것이 바람직하다. 겔을 생촉매용 담체로서 사용하는 경우, 보다 우수한 정화 효과를 수득하기위해서 겔의 내부에는 혐기성 세균이 서식하고 중간층과 표면층에는 호기성 세균이 서식하게 한다.The interior of the gel need not have a uniform structure. Thus, the interior may have various structures in part, and may be connected to the surface layer through an intermediate layer having another structure. In the latter case, the intermediate layer preferably has a structure that does not form a barrier film between the surface layer and the inside so that microorganisms can be introduced therein. In terms of liquid permeability, the porosity of the intermediate layer is preferably larger than the porosity of the interior (microporous layer). When the gel is used as a biocatalyst carrier, anaerobic bacteria inhabit the inside of the gel and aerobic bacteria in the middle and surface layers to obtain a better purification effect.

도 3에 나타낸 바와 같이, 내부로부터 표면층으로 연장된 얇은 벽에 의해 서로 분리되어 있는 다수의 손가락형 공극을 포함하는 중간층을 겔에 제공하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 구조는 미생물의 내부 침입과 액체 투과 효과가 뛰어나다. 공극의 직경은 바람직하게는 약 10 내지 200μm이다.As shown in FIG. 3, it is particularly preferred to provide the gel with an intermediate layer comprising a plurality of finger-shaped voids separated from each other by thin walls extending from the interior to the surface layer. Such a structure is excellent in the invasion and liquid permeation effect of microorganisms. The diameter of the voids is preferably about 10 to 200 μm.

중간층의 두께는 특별히 제한되지 않으며 겔 직경(최대 직경)의 약 1 내지 50%일 수 있다. 중간층의 기공이 치밀한 내층의 기공보다 큰 경우, 중간층의 두께가 너무 크면 겔의 강도가 감소된다. 따라서, 중간층의 두께를 겔의 의도하는 목적 및 용도에 따라 조절할 것을 권장한다.The thickness of the intermediate layer is not particularly limited and may be about 1 to 50% of the gel diameter (maximum diameter). If the pores of the intermediate layer are larger than the pores of the dense inner layer, the strength of the gel is reduced if the thickness of the intermediate layer is too large. Therefore, it is recommended to adjust the thickness of the intermediate layer according to the intended purpose and use of the gel.

본 발명의 겔은 구형, 타원형, 정방형, 필름형, 원주형, 중공 원주형, 사각 기둥형, 막대형 또는 무정형과 같은 목적하는 형태를 가질 수 있다. 바이오리액터 등의 담체로 사용하기 위해서는 내구성, 충전 효과, 오수 처리조에서의 유동성과 취급용이성의 측면에서 구형인 것이 바람직하다. 이러한 경우, 구형 겔의 직경(최대 직경)은 제조된 담체의 오물 찌꺼기로부터의 분리성 및 미생물의 활성 측면에서 바람직하게는 1 내지 10mm, 보다 바람직하게는 3 내지 5mm이다.The gel of the present invention may have a desired shape such as spherical, elliptical, square, film, columnar, hollow columnar, square columnar, rod or amorphous. In order to use it as a carrier of a bioreactor or the like, it is preferably spherical in view of durability, filling effect, fluidity and ease of handling in a sewage treatment tank. In this case, the diameter (maximum diameter) of the spherical gel is preferably 1 to 10 mm, more preferably 3 to 5 mm in view of the separability from the garbage of the prepared carrier and the activity of the microorganisms.

본 발명의 겔은 바람직하게는 함수량이 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 60 중량% 이상, 가장 바람직하게는 90중량% 이상이다. 오수 처리에 사용되는 경우, 겔은 강도가 충분한 경우에 한하여 함수량이 높을수록 바람직하다. 겔의 강도 측면에서, 함수량은 98중량% 이하로 조절하는 것이 바람직하다.The gel of the present invention is preferably at least 50% by weight, more preferably at least 60% by weight, most preferably at least 90% by weight. When used for sewage treatment, the gel is preferably higher in water content only when the strength is sufficient. In view of the strength of the gel, the water content is preferably adjusted to 98% by weight or less.

함수량은 다음과 같이 측정한다. 하이드로겔 시료를 25℃ 물 속에 24시간 동안 침지시킨다. 표면에 묻은 물을 제거한 후 겔의 습윤 중량(W1)을 측정한다. 그 다음, 105℃에서 4시간 동안 건조시킨 후 겔의 건조 중량(W2)을 측정한다. 함수량(%)을 습윤 중량(W1)과 건조 중량(W2)으로부터 수학식 함수량(%) = (W1-W2)/W1 × 100에 의해 계산한다.The water content is measured as follows. The hydrogel sample is immersed in 25 ° C. water for 24 hours. After removing the water on the surface, measure the wet weight (W1) of the gel. Then, after drying for 4 hours at 105 ℃ the dry weight (W2) of the gel is measured. The water content (%) is calculated from the wet weight (W1) and the dry weight (W2) by the formula water content (%) = (W1-W2) / W1 x 100.

섬유상 물질을 포함하는 표면층을 갖는 PVC 겔의 제조방법은 특별히 제한되지 않지만, 겔을 효율적으로 제조할 수 있는 다음 방법을 이용하는 것이 좋다. 즉, 방법은 비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계 및 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계를 포함하거나,The method for producing the PVC gel having the surface layer containing the fibrous material is not particularly limited, but it is preferable to use the following method for producing the gel efficiently. That is, the process involves adding a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) that gels upon contact with a cation. Preparing a separation liquid, contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solid with a coagulation liquid which serves to solidify the polymer A. Gelling to form, or

비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및 위의 단계에서 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하거나,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) that gels upon contact with a cation. Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solids with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. And removing some or all of the polymer B from the gel obtained in the above step, or

비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계를 포함하거나,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) that gels upon contact with a cation. Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solids with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. And carrying out the acetalization reaction simultaneously or after gelling, or

비닐알콜 중합체(중합체 A)와, 양이온과 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계, 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계 및 위의 단계에서 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함한다.A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) that gels upon contact with a cation. Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify at least polymer B present on the surface of the phase separation liquid, and contacting the obtained solids with a coagulation liquid which coagulates the polymer A. Carrying out the acetalation reaction at the same time or after gelling and removing some or all of the polymer B from the gel obtained in the above step.

모든 유형의 폴리비닐 알콜이 특별한 제한 없이 중합체 A로서 사용될 수 있다. 그러나, 평균 중합도가 겔의 강도와 내수성의 측면에서는 1,000 이상, 바람직하게는 1,500 이상이고 공정성 및 비용면에서는 20,000 이하, 바람직하게는 10,000 이하인 PVA를 사용하는 것이 바람직하다. 비누화도는 내수성의 측면에서 바람직하게는 95mol% 이상, 보다 바람직하게는 98mol% 이상, 가장 바람직하게는 99.8mol% 이상이다. 본 발명에서, 비개질된 PVA를 문제없이 사용할 수 있지만 여러 가지 개질된 PVA도 본 발명의 효과를 해치지 않는 한 사용할 수 있다.All types of polyvinyl alcohol can be used as polymer A without particular limitation. However, it is preferable to use PVA whose average degree of polymerization is at least 1,000, preferably at least 1,500 in terms of strength and water resistance of the gel and at most 20,000, preferably at most 10,000 in terms of processability and cost. The saponification degree is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and most preferably 99.8 mol% or more in terms of water resistance. In the present invention, unmodified PVA can be used without any problem, but various modified PVAs can also be used as long as they do not impair the effects of the present invention.

양이온, 바람직하게는 다가 금속 이온과 접촉시 겔화되는 중합체 B의 바람직한 예는 수용성 합성 중합체(예: 폴리에틸렌 글리콜 및 이의 유도체 및 수용성 폴리우레탄), 수용성 다당류(예: 알긴산 및 이의 염), 캐러기난, 만난 및 키토산이다. 이들 중합체는 본 발명의 효과를 해치지 않는 한 조합하여 사용할 수 있다.Preferred examples of polymer B which gels upon contact with a cation, preferably a polyvalent metal ion, are water soluble synthetic polymers such as polyethylene glycol and derivatives thereof and water soluble polyurethanes, water soluble polysaccharides such as alginic acid and salts thereof, carrageenan, Met and chitosan. These polymers can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.

이들 중합체 중에서, 대부분이 양이온과 접촉시 겔화되고 겔 형성 특성이 우수한 수용성 다당류를 사용하는 것이 적합하다. 양이온과 접촉시 응고 가능한 관능기로 개질된 PVA, 예를 들면, 이타콘산 개질된 PVA와 말레산 개질된 PVA도 사용가능하다.Of these polymers, it is suitable to use water-soluble polysaccharides, most of which are gelled upon contact with cations and are excellent in gel formation properties. Modified PVAs, such as itaconic acid modified PVA and maleic acid modified PVA, may also be used, which are functional groups capable of solidifying upon contact with a cation.

알긴산의 알칼리 금속염, 특히 나트륨 알기네이트를 사용하는 것이 겔 형성성 및 망상 구조 형성성 측면에서 바람직하다.The use of alkali metal salts of alginic acid, in particular sodium alginate, is preferred in view of gel formation and network structure formation.

중합체 혼합 용액 중의 PVA 농도가 높으면 겔의 강도가 높아지지만 미생물의 서식성이 불량해진다. 그러므로, PVA 농도를 1 내지 40중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 20중량%로 설정하는 것이 바람직하다. 중합체 B의 농도는 겔 형성성 면에서 바람직하게는 0.2 내지 4중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2중량%이다.Higher PVA concentrations in the polymer mixed solution result in higher gel strength but poor microbial formatting. Therefore, it is preferable to set PVA concentration to 1 to 40 weight%, More preferably, it is 3 to 20 weight%. The concentration of the polymer B is preferably 0.2 to 4% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight in terms of gel formation.

겔 형성성, 망상 구조 형성성 및 겔 강도 면에서 중합체 A와 중합체 B 사이의 혼합 중량비는 100:0.2 내지 30, 특히 100:1 내지 20인 것이 바람직하고 전체 중합체 농도는 1 내지 50중량%인 것이 바람직하다.In terms of gel formation, network formation and gel strength, the mixing weight ratio between polymer A and polymer B is preferably 100: 0.2-30, in particular 100: 1-20, and the total polymer concentration is 1-50% by weight. desirable.

사용되는 용매에 있어서, 일반적으로 용이한 겔 형성면에서 물이 사용되고 있으나, 다른 용매도 물과 조합하여 사용할 수 있다. 기타 용매의 예로는 알콜(예: 에틸렌 글리콜, 글리세린 및 폴리에틸렌 글리콜), 디메틸 설폭사이드, 디메틸포름아미드 및 디에틸렌트리아민이 있다. 이들 용매 한가지 또는 두가지 이상을 물과 함께 사용할 수 있다. 수성 티오시아네이트 용액도 사용가능하다.In the solvent used, water is generally used in terms of easy gel formation, but other solvents may also be used in combination with water. Examples of other solvents are alcohols such as ethylene glycol, glycerin and polyethylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and diethylenetriamine. One or more of these solvents may be used with water. An aqueous thiocyanate solution can also be used.

물을 주로 함유하는 용매를 사용하는 경우, 수용성 중합체, 특히 수용성 다당류를 중합체 B로서 사용하는 것이 바람직하다.When using a solvent mainly containing water, it is preferable to use a water-soluble polymer, especially a water-soluble polysaccharide, as the polymer B.

제조된 용액의 온도는 약 10 내지 100℃, 특히 약 20 내지 80℃인 것이 사용된 중합체의 열 안정성 및 용액 점도면에서 바람직하다.The temperature of the prepared solution is preferably about 10 to 100 ° C., in particular about 20 to 80 ° C., in terms of thermal stability and solution viscosity of the polymer used.

본 발명에서, 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 혼합 용액을 사용하는 것이 바람직하지만, 필요한 경우, 이들 두가지 중합체 이외의 중합체 및 다른 첨가제를 첨가할 수 있다. 유용한 기타 첨가제의 예는 미생물용 배지, 겔 강도를 증가시키는 강화재 및 비중 조정용 충전재이다.In the present invention, it is preferable to use a mixed solution containing polymer A and polymer B, but if necessary, polymers other than these two polymers and other additives can be added. Examples of other additives useful are microbial media, reinforcements to increase gel strength and fillers for specific gravity adjustment.

섬유상 물질을 포함하는 표면층을 형성하기 위해서는 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 중합체 혼합 용액을 상 분리시켜야 한다. 이를 위해서 중합체를 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 중합체 혼합 용액에 가하여 상 분리액을 제조한다.In order to form the surface layer comprising the fibrous material, the polymer mixed solution containing the polymer A and the polymer B must be phase separated. To this end, a phase separation solution is prepared by adding a substance (substance C) capable of phase separating the polymer to a polymer mixed solution containing polymer A and polymer B.

물질 C를 선택하는 데는 특별한 제한이 없지만 염을 물질 C로서 사용하는 것이 바람직하다. 각종 염 중에서 2가 이상의 음이온을 함유하는 염이 겔 형성면에서 바람직하고 아세탈화 반응에 거의 영향을 주지 않는다. 이러한 경우, 다가 금속 이온과 접촉시 겔화되는 중합체 B로서 염석에 의해 침전되는 중합체, 특히 나트륨 알기네이트를 사용하는 것이 겔 형성성과 상 분리액 형성성 면에서 바람직하다.There is no particular limitation on selecting substance C, but it is preferable to use a salt as substance C. Of the various salts, salts containing divalent or higher anions are preferred in terms of gel formation and have little effect on the acetalization reaction. In this case, it is preferable to use a polymer precipitated by salting out, especially sodium alginate, as polymer B which gels upon contact with polyvalent metal ions in view of gel formation and phase separation liquid formation.

사용가능한 염의 예로는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산암모늄 및 탄산마그네슘과 같은 탄산염; 탄화수소나트륨, 탄화수소칼륨, 탄화수소암모늄, 탄산수소칼슘 및 탄산수소마그네슘과 같은 탄화수소염; 황산나트륨, 황산칼륨, 황산암모늄 및 황산마그네슘과 같은 황산염; 인산나트륨, 인산칼륨, 인산암모늄 및 인산마그네슘과 같은 인산염 및 염화나트륨 및 염화칼륨과 같은 할로겐화물이 있다. 이들 염은 조합하여 사용할 수도 있다. 용해도, 비용 및 겔 형성 과정 후 거의 잔류하지 않는다는 사실 면에서 탄산수소염과 황산염이 특히 바람직하다.Examples of salts that can be used include carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, ammonium carbonate and magnesium carbonate; Hydrocarbon salts such as sodium hydrocarbon, potassium potassium, hydrocarbon ammonium, calcium hydrogen carbonate and magnesium hydrogen carbonate; Sulfates such as sodium sulfate, potassium sulfate, ammonium sulfate and magnesium sulfate; Phosphates such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate and magnesium phosphate and halides such as sodium chloride and potassium chloride. These salts can also be used in combination. Hydrocarbonates and sulfates are particularly preferred in terms of solubility, cost and the fact that they hardly remain after the gel formation process.

나트륨 알기네이트를 중합체 B로서 사용하는 경우, 탄산수소나트륨 및/또는 황산염을 물질 C로서 사용하는 것이 바람직하다.When sodium alginate is used as polymer B, preference is given to using sodium bicarbonate and / or sulfate as material C.

중합체를 상 분리시킬 수 있는 물질의 첨가량은 중합체 혼합 용액의 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 내지 1중량%인 것이 바람직하다.The amount of the substance capable of phase separating the polymer is preferably about 0.01 to 1% by weight based on the weight of the polymer mixed solution.

본 명세서에서 "상 분리"는 적어도 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 균질한 용액이 물질 C를 첨가하였을 때 각각이 특정 조성을 갖는 다수의 용액으로 분리되는 현상을 의미한다. 생성된 불균질 혼합액을 "상 분리액"이라고 한다."Phase separation" as used herein means the phenomenon that a homogeneous solution containing at least polymer A and polymer B separates into a plurality of solutions, each with a specific composition when material C is added. The resulting heterogeneous mixture is called "phase separation liquid".

상 분리의 발생은 다음 시험으로 확인할 수 있다. 즉, 적어도 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 중합체 혼합액에 물질 C를 가하여, 혼합물을 충분히 교반한다. 그 다음, 혼합물의 흡광도를 흡광 분석계(66Onm)로 조사한다. 수득한 데이터를 물질 C의 첨가량에 대하여 그래프로 도시한다. 그래프에서 흡광도 증가 속도가 급격히 증가하는 지점에서 상 분리가 일어났음을 나타낸다.The occurrence of phase separation can be confirmed by the following test. That is, the substance C is added to the polymer liquid mixture containing at least the polymer A and the polymer B, and the mixture is fully stirred. The absorbance of the mixture is then irradiated with an absorbance analyzer 66Onm. The data obtained are plotted against the amount of addition of substance C. The graph shows that phase separation occurred at the point where the rate of increase in absorbance increased rapidly.

상 분리는 혼합물을 60℃에서 1일 내지 7일 동안 방치하여 혼합물이 2개 이상의 층으로 분리되는 것을 눈으로 관찰함으로써 확인할 수도 있다.Phase separation may be confirmed by visually observing the mixture separating into two or more layers by leaving the mixture at 60 ° C. for 1-7 days.

공정성면에서 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 중합체 혼합액에 물질 C를 첨가하는 것이 바람직하지만 첨가 순서를 바꿀 수도 있다.In view of processability, it is preferable to add substance C to the polymer mixture containing polymer A and polymer B, but the order of addition may be changed.

겔의 망상 구조 상태(섬유상 물질의 직경과 밀도, 및 표면층의 두께)는 사용되는 중합체의 상 분리도, 혼합비 및 점도비, 혼합 조건, 혼합액의 온도, 물질 C의 유형 및 첨가량, 응고 온도 등을 조절하여 제어할 수 있다.The state of the network structure (diameter and density of the fibrous material, and thickness of the surface layer) can be determined by the phase separation degree, mixing ratio and viscosity ratio of the polymer used, mixing conditions, the temperature of the mixed liquid, the type and amount of the substance C, the solidification temperature, and the like. Can be controlled by adjusting.

예를 들면, 물질 C의 양을 증가시키거나 중합체 A와 중합체 B의 중합체 혼합액의 온도를 상승시키면 표면층과 중간층의 두께비가 증가된다. 반대로, 물질 C의 양을 감소시키거나 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 중합체 혼합액의 온도를 강하시키면 내층(미세 다공층)의 함량이 증가한다.For example, increasing the amount of material C or raising the temperature of the polymer mixture of polymer A and polymer B increases the thickness ratio of the surface layer and the intermediate layer. Conversely, decreasing the amount of substance C or lowering the temperature of the polymer mixture containing polymer A and polymer B increases the content of the inner layer (microporous layer).

중합체 A가 PVA(중합도: 1,700; 비누화도: 99.8mol%)이고 중합체 B가 나트륨 알기네이트인 경우, 중합체 A와 중합체 B를 포함하는 상 분리액은 중합체 A와 중합체 B를 함유하는 혼합층과 중합체 A 또는 중합체 B를 단독으로 함유하는 단일층으로 이루어진다. 이러한 경우, 분리층의 비중을 서로 비슷하게 하거나 중간값으로 되도록 하면 미세한 분산액이 형성되어 표면층을 이루는 섬유상 물질의 직경이 감소된다.When polymer A is PVA (polymerization degree: 1,700; degree of saponification: 99.8 mol%) and polymer B is sodium alginate, the phase separation solution comprising polymer A and polymer B comprises a mixed layer containing polymer A and polymer B and polymer A. Or a single layer containing polymer B alone. In this case, when the specific gravity of the separation layer is made to be similar to each other or a medium value, a fine dispersion is formed to reduce the diameter of the fibrous material forming the surface layer.

이렇게 수득한 상 분리액을 양이온, 바람직하게는 다가 금속 이온을 함유하는 용액과 접촉시킨다. 일반적으로 양이온을 함유하는 수용액을 사용한다. 이때, 먼저 상 분리액을 충분히 혼합하여 균질한 분산액을 수득하고 이를 양이온 함유 용액과 접촉시킨다. 이러한 공정은 수득된 겔이 균일한 구조를 갖도록 한다.The phase separation thus obtained is contacted with a solution containing a cation, preferably a polyvalent metal ion. Generally, an aqueous solution containing a cation is used. At this time, first, the phase separation liquid is sufficiently mixed to obtain a homogeneous dispersion, which is contacted with a cation-containing solution. This process allows the gel obtained to have a uniform structure.

이러한 목적으로 사용가능한 양이온의 예에는 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 스트론튬 이온 및 바륨 이온과 같은 알칼리 토금속 이온; 알루미늄 이온, 니켈 이온 및 세륨 이온과 같은 다가 금속 이온; 칼륨 이온 및 암모늄 이온이 있다. 이들 양이온을 2가지 이상 조합하여 사용할 수도 있다. 사용되는 용매에 있어서는, 용이한 겔 생성면에서 물을 일반적으로 사용한다. 비용, 취급성 및 겔 형성성면에서 염화칼슘이 바람직하다. 이러한 경우, 나트륨 알기네이트를 함께 사용하면 겔 형성 효과가 우수하고 생성된 겔이 미세한 망상 구조에 의해 형성된 표면을 가질 수 있기 때문에 바람직하다.Examples of cations usable for this purpose include alkaline earth metal ions such as calcium ions, magnesium ions, strontium ions and barium ions; Polyvalent metal ions such as aluminum ions, nickel ions and cerium ions; Potassium ions and ammonium ions. Two or more of these cations may be used in combination. In the solvent used, water is generally used in terms of easy gel formation. Calcium chloride is preferred in view of cost, handleability and gel formation. In this case, the use of sodium alginate together is preferable because the gel forming effect is excellent and the resulting gel can have a surface formed by a fine network structure.

양이온 함유 용액의 농도는 겔 형성 효과면에서 바람직하게는 0.05 내지 1mol/l, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 0.5mol/l이다.The concentration of the cation-containing solution is preferably 0.05 to 1 mol / l, more preferably about 0.1 to 0.5 mol / l in terms of gel formation effect.

상 분리액을 양이온 함유 용액과 접촉시키면 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B가 고화되어 혼합물을 성형시킨다. 구형 겔 입자체가 필요한 경우, 상 분리액을 양이온 함유 용액에 적가하거나 분무하여 표면 장력에 의해 쉽게 구형이 수득될 수 있다. 이때, 압출 노즐을 사용하여 첨가하는 것이 바람직하다. 압출 노즐의 직경은 적당히 선택할 수 있으며 일반적으로 약 1 내지 10mm이다. 혼합물을 금형에 주입하거나 수득한 겔을 절단하거나 가공하여 목적하는 형태를 수득할 수도 있다.Contacting the phase separation with a cation-containing solution solidifies at least the polymer B present on the surface of the phase separation to form a mixture. If a spherical gel particle is required, the spherical phase can be easily obtained by surface tension by dropwise adding or spraying the phase separation solution to the cation-containing solution. At this time, it is preferable to add using an extrusion nozzle. The diameter of the extrusion nozzle can be appropriately selected and is generally about 1 to 10 mm. The mixture may be injected into a mold or the resulting gel may be cut or processed to obtain the desired form.

고체를 분리한 후, 응고액과 접촉시켜 내부에서 겔화시킴으로써 목적하는 겔을 수득한다. 적어도 상 분리액의 표면에 존재하는 중합체 B는 이전 단계에서 고 화된다. 응고액과 접촉시키면 중합체 A도 겔화되어 중합체 A와 중합체 B를 포함하는 겔이 생성된다. 바람직하게는, 당해 겔에 함유된 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하여 본 발명에 따르는 겔을 생성한다.After the solids have been separated, the desired gel is obtained by contacting with the coagulant and gelling therein. Polymer B present at least on the surface of the phase separation solidifies in the previous step. Contact with the coagulant also gels Polymer A, resulting in a gel comprising Polymer A and Polymer B. Preferably, some or all of the polymer B contained in the gel is removed to produce a gel according to the present invention.

중합체 B는 사용되는 방법이 중합체 A를 제거하지 않는 한 특별한 제한 없이 어떠한 방법에 의해서도 제거될 수 있다. 예를 들면, 중합체 B는 알칼리 금속염을 함유하는 수용액으로 처리하거나 겔을 장시간 방치하여 미생물 분해를 유도하여 제거된다. 예를 들면, 24시간 동안 수산화나트륨 수용액(1mol/l, 30℃)에 침지시켜 중합체 B를 거의 완전하게 제거할 수 있다. 본 발명의 특허청구의 범위 제7항에서 사용되고 있는 "알칼리 처리"란 수산화나트륨 수용액으로 처리하는 것을 의미한다.Polymer B can be removed by any method without particular limitation as long as the method used does not remove polymer A. For example, Polymer B is removed by treatment with an aqueous solution containing an alkali metal salt or by incubating the gel for a long time to induce microbial degradation. For example, the polymer B can be almost completely removed by immersion in an aqueous sodium hydroxide solution (1 mol / l, 30 ° C.) for 24 hours. As used in claim 7, the term "alkali treatment" means treatment with aqueous sodium hydroxide solution.

중합체 B를 제거하면, 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 포함하는 표면층이 형성되고, 이와 동시에 겔 내부에는 기공이 형성되어 표면적을 증가시킨다. 이렇게 함으로써 미생물과의 결합 능력, 미생물 서식성 및 액체 투과성이 향상된다. 이러한 효과를 충분히 발휘하기 위해서 중합체 B를 50중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상 제거해야 한다. 그러나, 겔은 중합체 B를 거의 제거하지 않고도 사용할 수 있다. 이러한 경우, 중합체 B는 사용 초기에는 일부 또는 전부 잔류하지만 미생물 또는 알칼리의 작용으로 시간이 지남에 따라 점차로 제거된다. 그러므로, 중합체 B의 제거 단계는 겔의 사용 목적에 따라 정할 수 있다.Removal of polymer B results in the formation of a surface layer comprising a network structure in which the fibrous material is entangled, and at the same time, pores are formed inside the gel to increase the surface area. This improves the ability to bind microorganisms, microbial habitat and liquid permeability. In order to fully exhibit these effects, the polymer B must be removed by 50% by weight or more, preferably 80% by weight or more. However, the gel can be used with little removal of Polymer B. In this case, polymer B remains part or all at the beginning of use but is gradually removed over time due to the action of microorganisms or alkalis. Therefore, the step of removing polymer B can be determined according to the purpose of use of the gel.

이와 같은 특정한 구조를 갖는 표면층을 포함하는 겔의 형성과 관련된 메커니즘은 분명하지는 않지만 다음과 같이 추정된다. 중합체 A와 중합체 B의 상 분리액에서, 중합체 B는 분산상(바다 부분)을 형성하고 중합체 A는 분산된 상(섬 부분)을 형성한다. 상 분리액이 양이온 함유 용액과 접촉하면, 분산상을 형성하는 중합 체 B 분자들 중에서 적어도 표면에 또는 이 근처에 존재하는 분자는 고화된다. 그다음, 응고액과 접촉시키면 섬상을 형성하는 중합체 A가 응고된다. 중합체 B를 제거하면 섬유상 물질이 형성된다.The mechanism associated with the formation of a gel comprising a surface layer having such a specific structure is not clear, but is estimated as follows. In the phase separation of polymer A and polymer B, polymer B forms a dispersed phase (sea portion) and polymer A forms a dispersed phase (island portion). When the phase separation liquid comes into contact with the cation-containing solution, the molecules present at least on or near the surface of the polymer B molecules forming the dispersed phase solidify. Then, in contact with the coagulating liquid, polymer A, which forms islands, coagulates. Removal of polymer B forms a fibrous material.

비닐 알콜 중합체를 응고시키기에 적합한 응고액의 예는 황산나트륨, 황산암모늄, 황산칼륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 나트륨 시트레이트, 암모늄 시트레이트, 칼륨 시트레이트, 마그네슘 시트레이트, 알루미늄 시트레이트, 나트륨 타르 타레이트, 암모늄 타르타레이트, 칼륨 타르타레이트, 마그네슘 타르타레이트 및 알루미늄 타르타레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물을 하나 이상 함유하는 액체이다. 이들 중에서, 응고성이 우수한 황산나트륨 수용액이 바람직하다. 이 경우, 농도는 바람직하게는 5Og/l 이상, 보다 바람직하게는 100g/l 이상이고 포화 황산나트륨 용액을 사용하는 것이 가장 바람직하다.Examples of coagulants suitable for coagulating vinyl alcohol polymers include sodium sulfate, ammonium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, sodium citrate, ammonium citrate, potassium citrate, magnesium citrate, aluminum citrate, sodium tarta Liquids containing at least one compound selected from the group consisting of latex, ammonium tartrate, potassium tartrate, magnesium tartrate and aluminum tartrate. Among them, an aqueous sodium sulfate solution having excellent coagulation property is preferable. In this case, the concentration is preferably at least 50 g / l, more preferably at least 100 g / l and most preferably using a saturated sodium sulfate solution.

PVA 겔의 내수성을 향상시키기 위해서 제조 공정 중의 특정 단계에서 가교결합 처리와 같은 기타 처리를 수행할 수 있다. 아세탈화 반응은 수행하기가 쉽고 내수성을 크게 개선시킬 수 있으므로 특히 바람직하다. 아세탈화 반응은 임의의 단계에서 수행할 수 있지만 응고액을 사용한 응고(겔화) 처리와 동시에 실시하고/하거나 겔화 처리 이후에 실시하는 것이 바람직하고, 특히 작업 용이성 측면예서 응고 처리와 동시에 수행하도록 한다.Other treatments, such as crosslinking treatments, may be performed at certain stages in the manufacturing process to improve the water resistance of the PVA gel. Acetalization reactions are particularly preferred because they are easy to carry out and can greatly improve the water resistance. The acetalization reaction can be carried out at any stage, but is preferably carried out simultaneously with the coagulation (gelling) treatment with the coagulating solution and / or after the gelling treatment, and in particular in terms of ease of operation, to be carried out simultaneously with the coagulation treatment.

아세탈화 반응은 알데히드와 산을 함유하는 수용액을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 작업 용이성 측면에서 알데히드를 응고액에 혼입시켜 응고(겔화)반응시키는 동시에 아세탈화 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 당해 방법은 응고액의 존재로 인해 하이드로겔이 알데히드 또는 산의 존재하에 팽윤되거나 용해되는 것을 방지하므로 보다 효과적이다.The acetalization reaction is preferably carried out using an aqueous solution containing aldehyde and acid. In view of ease of operation, it is preferable to incorporate aldehyde into the coagulation solution to coagulate (gel) the reaction and to perform the acetalization reaction. The method is more effective because it prevents the hydrogel from swelling or dissolving in the presence of aldehydes or acids due to the presence of coagulant.

이러한 목적으로 사용되는 알데히드의 예는 글리옥살, 포름알데히드, 벤즈알데히드, 석신알데히드, 말론디알데히드, 글루타르알데히드, 아디핀알데히드, 테레프탈알데히드, 노난디알 및 이들의 아세탈화 반응 생성물이다. 특히, 포름알데히드와 글리옥살, 말론디알데히드 및 이들의 아세탈화 반응 생성물, 및 글루타르알데히드가 바람직하다.Examples of aldehydes used for this purpose are glyoxal, formaldehyde, benzaldehyde, succinate, malondialdehyde, glutaraldehyde, adipinealdehyde, terephthalaldehyde, nonanedial and their acetalization reaction products. In particular, formaldehyde and glyoxal, malondialdehyde and their acetalization reaction products, and glutaraldehyde are preferred.

사용가능한 산의 예는 황산, 염산 및 질산과 같은 강산; 아세트산, 포름산 및 인산과 같은 약산 및 황산수소암모늄과 같은 산성 염이다. 이들 중에서 강산, 특히 황산이 바람직하다.Examples of acids that can be used include strong acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid; Weak acids such as acetic acid, formic acid and phosphoric acid and acid salts such as ammonium hydrogen sulfate. Of these, strong acids, in particular sulfuric acid, are preferred.

PVA의 아세탈화 반응도는 겔의 내수성 및 미생물의 서식성면에서 10 내지 65mol%, 보다 바람직하게는 30 내지 6Omol%가 바람직하다. 아세탈화 반응도는 사용되는 알데히드와 산의 농도, 반응 시간, 반응 온도 등의 조건을 조절하여 제어할 수 있다.The acetalization reaction degree of PVA is preferably 10 to 65 mol%, more preferably 30 to 60 mol% in view of the water resistance of the gel and the habitat of the microorganism. Acetalization reactivity can be controlled by adjusting conditions such as concentration of aldehyde and acid used, reaction time, reaction temperature and the like.

응고 반응 후 아세탈화 반응을 수행하는 경우, 반응 용액의 알데히드와 산의 농도는, 포름알데히드와 황산을 사용하는 경우, 각각 0.01g/l 이상 및 0.5 내지 300g/l인 것이 바람직하다. 아세탈화 반응이 응고 반응과 동시에 수행되는 경우, 반응 용액의 알데히드와 산의 농도는 각각 0.05 내지 200g/l 및 1 내지 100g/l인 것이 바람직하다. 이 경우, 응고제로 황산나트륨을 사용한다면 처리 용액의 온도를 10 내지 80℃에서 응고제의 농도는 10 내지 300g/l인 것이 바람직하다.When the acetalization reaction is carried out after the coagulation reaction, the concentrations of aldehyde and acid of the reaction solution are preferably 0.01 g / l or more and 0.5 to 300 g / l, respectively, when formaldehyde and sulfuric acid are used. When the acetalization reaction is carried out simultaneously with the coagulation reaction, the concentrations of aldehyde and acid in the reaction solution are preferably 0.05 to 200 g / l and 1 to 100 g / l, respectively. In this case, if sodium sulfate is used as the coagulant, the concentration of the coagulant is preferably 10 to 300 g / l at the temperature of the treatment solution at 10 to 80 ° C.

본 발명의 겔이 바이오리액터의 담체로 사용되는 경우, 응고된(또는 추가로 아세탈화된) 겔을 물로 세척하고 중화 처리하는 것이 바람직하다. 특히, 생촉매용 담체로 사용하기 위해서, 알데히드가 미생물의 서식성을 악화시키므로 충분히 세척하는 것이 바람직하다.When the gel of the present invention is used as a carrier of a bioreactor, it is preferable to wash the coagulated (or further acetalized) gel with water and neutralize. In particular, in order to use as a carrier for a biocatalyst, since aldehyde deteriorates the formatting of microorganisms, it is preferable to wash sufficiently.

망상 구조를 포함하는 표면을 갖는 본 발명의 하이드로겔은 표면적이 넓어서 보습 특성이 우수하여 여러 가지 용도로 사용될 수 있다. 대표적으로는, 필터 재료(현탁된 고체 제거용 필터), 보습제, 냉매, 눈, 피부 및 관절과 같은 생체겔의 대체 물질, 약물 방출 제어용 물질, 자극물질의 기재 및 크로마토그래피 충전재로 이용된다.Hydrogel of the present invention having a surface including a network structure has a wide surface area and excellent moisturizing properties can be used in various applications. Typically used as filter material (suspended solid removal filter), humectants, refrigerants, substitutes of biogels such as eyes, skin and joints, substances for controlling drug release, substrates of irritants and chromatographic fillers.

특히, 본 발명의 하이드로겔은 효소와 미생물과 같은 생촉매를 고정시키는 바이오리액터에 적합하게 사용될 수 있고 오수 정화제 등으로도 사용될 수 있다.In particular, the hydrogel of the present invention can be suitably used in bioreactors for fixing biocatalysts such as enzymes and microorganisms, and can also be used as a sewage purification agent.

하이드로겔이 미생물과 같은 생촉매를 함유하는 경우, 함유 방법은 특별히 제한적이지 않다. 예를 들어, 미생물을 미리 혼합된 용액 내로 혼입시킴을 포함하는 총괄적인 고정 방법을 사용할 수 있다. 겔에 아세탈화 반응과 같이 생촉매에 악영향을 미치는 처리를 나중에 하는 경우, 겔 생성이 완료된 후에 생촉매를 가하는 것이 바람직하다.If the hydrogel contains a biocatalyst such as a microorganism, the containing method is not particularly limited. For example, an overall fixation method may be used that involves incorporating the microorganisms into a premixed solution. When the gel is later treated with adverse effects on the biocatalyst, such as an acetalization reaction, it is preferable to add the biocatalyst after the gel formation is completed.

이를 위해서 어떠한 생촉매든 사용될 수 있고, 사용 가능한 생촉매에는 세균, 안티노마이시트, 곰팡이, 이스트, 순수하게 또는 혼합되어 배양되고 활성화된 슬러지가 포함된다.Any biocatalyst may be used for this purpose, and available biocatalysts include bacteria, antinomysheets, fungi, yeast, sludge cultured and activated in pure or mixed form.

사용 가능한 미생물의 예는 무코(Muccor), 푸사륨(Fusarium), 클라도트릭스(Cladothrix), 스패로틸러스(Sphaerotilus), 주글래(Zooglea), 렙토미투스(Leptomitus), 아스퍼질러스(Aspergillus), 라이조푸스(Rhizopus), 슈도모나스(Pseudomonas), 에쉐리키아(Escherichia), 사카로마이세스(Saccharomyces) 및 캔디다(Candida) 속에 해당하는 미생물들이다. 그밖에도, 황세균, 메탄세균, 부티르산세균, 락트산세균, 고초균(枯草菌), 점균, 불완전 균류, 질산세균, 아질산세균 및 탈질소 세균이 있다.Examples of microorganisms that can be used are Mucor, Fusarium, Cladothrix, Sphaerotilus, Zoglea, Leptomitus, Aspergillus, Microorganisms belonging to the genus Ryzopus, Pseudomonas, Escherichia, Saccharomyces and Candida. In addition, there are Staphylococcus aureus, methane bacteria, butyric acid bacteria, lactic acid bacteria, Bacillus subtilis, slime mold, incomplete fungi, nitrate bacteria, nitrite bacteria and denitrification bacteria.

본 발명의 하이드로겔을 오수 처리에 사용하는 경우, 프로테아제, 글루코시다제 및 리파제를 생성시키는 세균을 고정시키는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 질소화 세균과 같은 호기성 세균과, 탈질소 세균, 황산 환원 세균 및 메탄세균과 같은 혐기성 세균이 언급된다. 효소를 사용하는 경우, 특정 기원의 효소, 즉 동물로부터 유래된 효소 및 미생물로부터 유래된 효소가 적합하게 선택될 수 있다.When the hydrogel of the present invention is used for sewage treatment, it is preferable to fix bacteria that produce protease, glucosidase and lipase. More specifically, aerobic bacteria such as nitrogenated bacteria and anaerobic bacteria such as denitrogen bacteria, sulfate reducing bacteria and methane bacteria are mentioned. When using enzymes, enzymes of specific origin, ie enzymes derived from animals and enzymes derived from microorganisms, may be appropriately selected.

이렇게 수득된 하이드로겔은 효과가 우수하지만, 필요한 경우, 하이드로겔에 함유된 물의 적어도 일부를 건조시킨 후에 하이드로겔을 사용하거나, 건조 후 물에 다시 침지시킨 다음에 사용한다. 물의 적어도 일부를 제거하면 가벼워져서 운반이 쉬워진다. 본래, 겔은 수분을 함유한 상태로뿐만 아니라 수분을 함유하지 않는 상태로도 사용할 수 있다.The hydrogel thus obtained is excellent in effect, but if necessary, is used after drying at least a part of the water contained in the hydrogel, or after immersion in water again after drying. Removing at least some of the water makes it lighter and easier to transport. In principle, the gel can be used not only in the state of containing water but also in the state of not containing water.

"수분 함유"라는 말은 물을 함유한 상태에만 한정되지 않고 물과 기타 다른 액체 및/또는 고체의 혼합물을 함유한 상태를 포함한다.The term "containing water" is not limited to containing water, but includes a state containing a mixture of water and other liquids and / or solids.

본 발명의 다른 특징은 다음 예시적인 양태의 설명을 통해 분명해지겠지만 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.Other features of the invention will be apparent from the description of the following exemplary embodiments, but are not intended to be limiting.

다음 실시예 및 비교예에서 다음 방법에 따라서 여러 가지 특성을 수득할 수 있다.In the following examples and comparative examples, various properties can be obtained according to the following methods.

겔의 구조Gel structure

겔의 표면과 절단면을 전자 현미경 사진으로 찍는다. 표면층의 섬유상 물질의 직경과 표면층의 두께를 관찰한다.The surface and the cut surface of the gel are taken with an electron micrograph. The diameter of the fibrous material of the surface layer and the thickness of the surface layer are observed.

포르말화도Formalization

PVA 하이드로겔 시료를 105℃에서 2시간 동안 건조시킨다. 시료 0.2g을 정확하게 칭량하여 25% 황산 용액으로 채운 증류 장치에 넣는다. 증류 장치를 가열하면서 증기를 유입시킨다. 분리된 포름알데히드를 물과 함께 증류시키고 2% NaHSO3 수용액에 흡수시킨다. 과량의 NaHSO3를 I2로 역적정하여 유리 포름알데히드의 양을 측정한다. 그리고 PVA 겔의 하이드록실 그룹 함량에 대한 유리 포름알데히드의 몰비로부터 포르말화도를 계산한다.PVA hydrogel samples are dried at 105 ° C. for 2 hours. 0.2 g of the sample is accurately weighed and placed in a distillation apparatus filled with 25% sulfuric acid solution. Steam is introduced while the distillation apparatus is heated. The separated formaldehyde is distilled with water and taken up in a 2% NaHSO 3 aqueous solution. Excess NaHSO 3 is back titrated with I 2 to determine the amount of free formaldehyde. The degree of formalization is then calculated from the molar ratio of free formaldehyde to the hydroxyl group content of the PVA gel.

함수량Water content

하이드로겔 시료를 25℃에서 24시간 동안 물에 침지시킨다. 표면에 묻은 물을 제거한 후, 시료의 습윤 중량(W1)을 측정한다. 그 다음, 시료를 105℃에서 4시간 동안 건조시켜 건조 중량(W2)을 칭량한다. 함수량(%)은 하기 수학식 1에 의해 계산되다.The hydrogel sample is immersed in water at 25 ° C. for 24 hours. After removing the water on the surface, the wet weight (W1) of the sample is measured. The sample is then dried at 105 ° C. for 4 hours to weigh the dry weight (W2). The water content (%) is calculated by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

함수량(%)=(W1-W2)/W1 × 100Water content (%) = (W1-W2) / W1 × 100

TOC 제거 속도(mg-TOC/ℓ -gel· h)TOC removal rate (mg-TOC / l -gel · h)

TOC 제거 속도는 미생물 서식성이 보다 우수한 겔일수록 높다.The TOC removal rate is higher for gels with better microbial habitat.

하이드로겔 시료 500g을 구라레 오카야마 플랜트(Kuraray Okayama Plant)의 오수 처리조에 한달간 침지시킨다. 그 다음, 100g을 채취하여 TOC 500mg/l로 조절한 오수 1ℓ에 침지시킨다. 오수에 공기를 통하게 하고 겔 중량당 TOC 제거 속도를 측정한다.500 g of hydrogel samples are immersed in the sewage treatment tank of Kuraray Okayama Plant for one month. Next, 100 g of the sample is taken and immersed in 1 L of wastewater adjusted to TOC 500 mg / l. The wastewater is vented and the rate of TOC removal per gel weight is measured.

내구성(%)durability(%)

하이드로겔 시료(500g)를 구라레 오카야마 플랜트의 오수 처리조에 침지시킨다. 1년 후에 중량 보유력을 시험한다.Hydrogel sample (500 g) is immersed in the sewage treatment tank of a Kurere Okayama plant. After one year the weight retention is tested.

실시예 1Example 1

PVA(평균 중합도: 1,700; 비누화도: 99.8mol%) 8중량%, 나트륨 알기네이트[DUCK ALGIN NSPL, 제조원: 기분 푸드 케미파 캄파니(Kibun Food Chemifa Co.)] 1중량% 및 탄산수소나트륨 0.3중량%를 함유하는 혼합 수용액을 제조한다. 혼합 수용액은 현탁액과 같은 상분리를 일으키고 백탁된다. 내경이 4mm인 실리콘 튜브가 구비되고 내경이 3mm인 노즐이 말단에 장착된 롤러 펌프로 상 분리액을 5ml/min의 속도로 공급하고, 교반기로 교반하면서 0.1mol/l 염화칼슘 수용액에 적가한다. 적가된 액적은, 적어도 이의 표면에 존재하는 나트륨 알기네이트가 염화칼슘 수용액 속에서 고화되므로, 침전된다. 수득한 고화물은 구형이다.8% by weight of PVA (average degree of polymerization: 1,700; saponification degree: 99.8 mol%), 1% by weight of sodium alginate (DUCK ALGIN NSPL, manufactured by Kibun Food Chemifa Co.) and sodium hydrogencarbonate 0.3 A mixed aqueous solution containing% by weight is prepared. The mixed aqueous solution causes a phase separation such as a suspension and becomes cloudy. A phase separation solution was supplied at a rate of 5 ml / min by a roller pump equipped with a silicon tube having an internal diameter of 4 mm and a nozzle having an internal diameter of 3 mm, and added dropwise to an aqueous solution of 0.1 mol / l calcium chloride while stirring with a stirrer. Droplet added is precipitated because at least the sodium alginate present on its surface solidifies in the aqueous solution of calcium chloride. The obtained solid is spherical.

구형 고화물을 포름알데히드 2Og/l, 황산 2OOg/l 및 황산나트륨 1OOg/l를 함유하는 수용액에 40℃에서 60분 동안 침지시켜 아세탈화 반응시키는 동시에 겔 입자체로 응고시킨다. 아세탈화된 겔 입자체를 물로 세척하여 유연성이 우수한 직경 약 5mm의 구형 하이드로겔 입자체를 수득한다.The spherical solids are immersed in an aqueous solution containing 20 g / l formaldehyde, 20 g / l sulfuric acid, and 100 g / l sodium sulfate at 40 ° C. for 60 minutes to acetalize and solidify with gel particle sieves. The acetalized gel granules are washed with water to obtain spherical hydrogel granules having a diameter of about 5 mm with excellent flexibility.

수득한 겔의 구조를 관찰하면 표면층이 직경이 약 0.3 내지 10μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 갖고 표면층의 두께가 겔의 최대 직경의 약 5%임을 알 수 있다.Observing the structure of the obtained gel, it can be seen that the surface layer has a network structure formed by entangled fibrous materials having a diameter of about 0.3 to 10 μm, and the thickness of the surface layer is about 5% of the maximum diameter of the gel.

겔 내부에는 두께가 겔의 최대 직경의 약 75%이고 직경이 약 1 내지 10μm인 미세 기공을 갖는 치밀한 내층이 형성되어 있는 것으로 밝혀졌다.It was found that a dense inner layer with micropores having a thickness of about 75% of the maximum diameter of the gel and a diameter of about 1 to 10 μm was formed inside the gel.

또한, 표면층과 내층 사이에는 표면층으로부터 내층으로 향하는 다수의 손가락형 공극으로 형성되고 직경이 약 100μm인 기공을 갖는 중간층이 있는 것으로 밝혀졌다. 중간층의 두께는 겔의 최대 직경의 약 20%이다.It has also been found that there is an intermediate layer between the surface layer and the inner layer which is formed of a plurality of finger-shaped pores from the surface layer to the inner layer and has pores having a diameter of about 100 μm. The thickness of the intermediate layer is about 20% of the maximum diameter of the gel.

표면층이 미세한 섬유상 물질로 형성된 망상 구조를 포함하는 실시예 1에서 수득한 겔은 표면적이 넓어서 미생물이 쉽게 부착되고 오수 처리 능력이 우수하다.The gel obtained in Example 1 having a network structure in which the surface layer is formed of a fine fibrous material has a large surface area, so that microorganisms are easily attached and have excellent sewage treatment ability.

내부에 미세한 기공을 갖는 치밀한 내층을 포함하는 겔은 겔 강도가 크고 혐기성 세균 등이 서식하기에 적합하여 우수한 정화 기능을 나타낸다.Gel having a dense inner layer having fine pores therein has a high gel strength and is suitable for incubating anaerobic bacteria and the like, and exhibits excellent purifying function.

또한, 표면층으로부터 내층으로 향하는 다수의 손가락형 공극으로 형성된 중간층을 갖는 실시예 1에서 수득한 겔은 미생물이 내부로 유입되어 서식하기에 적합하다. 이러한 구조는 오수가 겔을 쉽게 통과하도록 하여 더욱 우수한 정화 특성을 나타낸다.In addition, the gel obtained in Example 1 having an intermediate layer formed of a plurality of finger-shaped pores directed from the surface layer to the inner layer is suitable for microorganisms to enter therein and inhabit. This structure allows sewage to easily pass through the gel, resulting in better purification properties.

결과를 표 1에 기재한다.The results are shown in Table 1.

실시예 2Example 2

PVA(평균 중합도: 4,000; 비누화도: 99.8mol%) 5중량%, 나트륨 알기네이트(DUCk ALGIN NSPL, 제조원: 기분 푸드 케미파 캄파니) 1중량% 및 황산나트륨 0.25 중량%를 함유하는 혼합 수용액을 제조한다. 혼합 수용액은 현탁액과 같은 상 분리를 일으키고 백탁된다. 이어서, 당해 용액을 실시예 1과 같은 방법으로 처리하여 유연성이 우수한 직경 약 5mm의 구형 하이드로겔 입자체를 생성시킨다.A mixed aqueous solution containing 5% by weight of PVA (average degree of polymerization: 4,000; saponification degree: 99.8 mol%), 1% by weight of sodium alginate (DUCk ALGIN NSPL, manufactured by Mood Food Chemipa Company) and 0.25% by weight of sodium sulfate was prepared. do. The mixed aqueous solution causes a phase separation such as a suspension and becomes cloudy. Subsequently, the solution was treated in the same manner as in Example 1 to produce spherical hydrogel particles having a diameter of about 5 mm with excellent flexibility.

겔의 구조를 관찰해 보면 표면층이 직경이 약 0.3 내지 10μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 갖고 표면층의 두께가 겔의 최대 직경의 약 5%임을 알 수 있다.Observing the structure of the gel, it can be seen that the surface layer has a network structure formed by entangled fibrous materials having a diameter of about 0.3 to 10 μm, and the thickness of the surface layer is about 5% of the maximum diameter of the gel.

겔 내부에는 두께가 겔의 최대 직경의 약 80%이고 직경이 약 2 내지 20μm인 미세 기공을 갖는 치밀한 내층이 형성되어 있는 것으로 밝혀졌다.It was found inside the gel that a dense inner layer with micropores having a thickness of about 80% of the maximum diameter of the gel and a diameter of about 2 to 20 μm was formed.

또한, 표면층과 내층 사이에는 표면층으로부터 내층으로 향하는 다수의 손가락형 공극으로 형성되고, 직경이 약 50μm인 기공을 갖는 중간층이 형성되어 있는 것으로 밝혀졌다. 중간층의 두께는 겔의 최대 직경의 약 15%이다.It has also been found that an intermediate layer is formed between the surface layer and the inner layer with a large number of finger-shaped pores from the surface layer to the inner layer and having pores having a diameter of about 50 μm. The thickness of the interlayer is about 15% of the maximum diameter of the gel.

실시예 2에서 수득한 겔은 실시예 1에서 수득한 겔과 유사하게 우수한 특성을 나타낸다. 결과를 표 2에 기재한다.The gel obtained in Example 2 shows excellent properties similar to the gel obtained in Example 1. The results are shown in Table 2.

실시예 3Example 3

상 분리액을 염화칼슘 수용액으로 압출하는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하여 손가락형 하이드로겔을 수득한다. 수득한 손가락형 겔을 절단하여 직경이 5mm이고 길이가 5mm인 원주형 하이드로겔 칩을 수득한다.The finger hydrogel was obtained by repeating the method of Example 1 except that the phase separation solution was extruded into an aqueous calcium chloride solution. The resulting finger gel was cut to give columnar hydrogel chips 5 mm in diameter and 5 mm in length.

수득한 겔의 구조를 관찰해 보면 표면층이 직경이 약 0.3 내지 10μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 갖고 표면층의 두께가 겔의 최대 직경의 약 5%임을 알 수 있다.Observing the structure of the obtained gel, it can be seen that the surface layer has a network structure formed by entangled fibrous materials having a diameter of about 0.3 to 10 μm, and the thickness of the surface layer is about 5% of the maximum diameter of the gel.

겔 내부에는 두께가 겔의 최대 직경의 약 80%이고 직경이 약 1 내지 10μm인 미세 기공을 갖는 치밀한 내층이 형성되어 있는 것으로 밝혀졌다.It was found inside the gel that a dense inner layer with micropores having a thickness of about 80% of the maximum diameter of the gel and a diameter of about 1 to 10 μm was formed.

또한, 표면층과 내층 사이에는 표면층으로부터 내층으로 향하는 다수의 손가락형 기공으로 형성되고 직경이 약 80μm인 기공을 갖는 중간층이 형성되어 있는 것으로 밝혀졌다. 중간층의 두께는 겔의 최대 직경의 약 15%이다.It has also been found that an intermediate layer is formed between the surface layer and the inner layer, which is formed of a plurality of finger-shaped pores from the surface layer to the inner layer and having pores having a diameter of about 80 μm. The thickness of the interlayer is about 15% of the maximum diameter of the gel.

비교예 1Comparative Example 1

PVA(평균 중합도: 1,700; 비누화도: 99.8mol%) 8중량%와 나트륨 알기네이트 1중량%를 함유하는 혼합 수용액을 실시예 1의 상 분리액 대신에 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법을 반복하여 직경 약 5mm의 하이드로겔 입자체를 생성시킨다.A mixed aqueous solution containing 8% by weight of PVA (average degree of polymerization: 1,700; saponification degree: 99.8 mol%) and 1% by weight of sodium alginate was used in the same manner as in Example 1 except that The method is repeated to produce a hydrogel particle having a diameter of about 5 mm.

분리액을 사용하지 않고 제조된 겔은 섬유상 물질로 이루어진 표면층이 형성되지 않은 평활한 표면은 갖는다(도 4 참고). 그 결과, 겔은 미생물 부착성이 불량하고 표면적이 감소되고 정화 특성이 불충분하다.Gels prepared without the use of a separation solution had a smooth surface without a surface layer made of fibrous material (see FIG. 4). As a result, the gel has poor microbial adhesion, reduced surface area and insufficient purification properties.

결과를 표 1에 기재한다.The results are shown in Table 1.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서 사용된 상 분리액 대신에 PVA(평균 중합도: 1,700; 비누화도: 99.8mol%) 8중량%와 나트륨 알기네이트 1중량%를 함유하는 혼합 수용액을 사용한다. 실시예 1과 같은 방법으로 용액을 실시예 1에서 사용한 동일한 염화칼슘 수용액에 적가한다. 적가한 액적은, 적어도 이의 표면에 존재하는 나트륨 알기네이트가 염화칼슘 수용액 속에서 고화되므로, 침전된다. 수득한 고화물은 구형이다.Instead of the phase separation used in Example 1, a mixed aqueous solution containing 8% by weight of PVA (average degree of polymerization: 1700; degree of saponification: 99.8 mol%) and 1% by weight of sodium alginate is used. The solution was added dropwise to the same aqueous calcium chloride solution used in Example 1 in the same manner as in Example 1. The dropwise added droplets precipitate because at least the sodium alginate present on its surface solidifies in the aqueous solution of calcium chloride. The obtained solid is spherical.

구형 입자체를 염화칼슘 수용액으로부터 분리하여 물로 세척하고 트레이에 올려놓는다. 입자체를 냉동기에서 -20℃에서 24시간 동안 동결시키고 실온으로 융해시켜 직경이 약 5mm인 구형 하이드로겔 입자체를 생성시킨다. 수득한 겔은 분화구와 같은 요철이 형성된 거친 표면을 갖는다(도 5 참조). 당해 겔은 미생물 부착성은 우수하지만 미생물이 내부로 침투하는 것을 막는 치밀한 구조 때문에 정화 특성을 불량하다.The spherical particles are separated from the aqueous calcium chloride solution, washed with water and placed on a tray. Particle sieves are frozen in a freezer at −20 ° C. for 24 hours and thawed to room temperature to produce spherical hydrogel granules of about 5 mm in diameter. The gel obtained had a rough surface with irregularities such as craters (see FIG. 5). The gel has good microbial adhesion but poor cleaning properties due to the dense structure that prevents microorganisms from penetrating inside.

결과를 표 1에 기재한다.The results are shown in Table 1.

비교예 3Comparative Example 3

PVA(평균 중합도: 1,700; 비누화도: 99.8mol%) 8중량%와 나트륨 알기네이트(DUCK ALGIN NSPL, 제조원: 기분 푸드 케미파 캄파니) 5중량%를 함유하는 혼합 수용액을 제조한다. 혼합 수용액을 내경이 0.8mm인 노즐을 통해 0.5mole/l 염화칼슘 용액에 적가한다. 당해 염화칼슘 수용액에는, 길이가 6mm이고 크기가 2데니어인 PVA 단섬유[제조원: 구라레 캄파니(Kuraray Co)]가 미리 분산되어 있다. 적가된 혼합 수용액은 구형으로 고화되는 동시에 고화물 표면에 1.3중량%의 PVA 섬유가 수염처럼 결합한다.A mixed aqueous solution containing 8% by weight of PVA (average degree of polymerization: 1,700; saponification degree: 99.8 mol%) and 5% by weight of sodium alginate (DUCK ALGIN NSPL, manufactured by Mood Food Chemipa Co., Ltd.) was prepared. The mixed aqueous solution is added dropwise to a 0.5 mole / l calcium chloride solution through a nozzle having an internal diameter of 0.8 mm. In the calcium chloride aqueous solution, PVA short fibers (Kuraray Co., Ltd.) of 6 mm in length and 2 denier in size were previously dispersed. The dropwise mixed aqueous solution solidifies into a spherical shape, while 1.3% by weight of PVA fibers bind like a beard to the solidified surface.

고화물을 물로 충분히 세척한 후, -20℃에서 20시간 동안 동결시키고 12시간에 걸쳐 실온에서 융해시키는 공정을 3회 반복하여 PVA 섬유가 수염처럼 결합된 PVA 하이드로겔을 수득한다. 겔에 결합된 섬유의 양은 하이드로겔의 중량을 기준으로 하여 2중량%이다. 겔 표면으로부터 나온 섬유의 길이는 2 내지 5mm이다. 겔에는 본 발명에서처럼 미세하지 않은 경질 섬유상 물질이 표면에 부착되어 있으므로 미생물 부착성이 불량하다.After washing the solid sufficiently with water, the process of freezing at −20 ° C. for 20 hours and melting at room temperature over 12 hours was repeated three times to obtain a PVA hydrogel in which PVA fibers were bound like a beard. The amount of fiber bound to the gel is 2% by weight based on the weight of the hydrogel. The length of the fiber from the gel surface is 2 to 5 mm. The gel has poor microbial adherence because a fine fibrous material that is not as fine as in the present invention adheres to the surface.

또한, 겔 입자체들이 서로 접촉하는 경우, 조악한 섬유들이 서로 접촉하여 큰 마찰력을 생성시킨다. 그 결과, 겔 입자체의 유동성이 불량해지고 접촉에 의한 손상을 초래하여 내구성이 불충분해진다.In addition, when the gel particle bodies are in contact with each other, the coarse fibers are in contact with each other to generate a large friction force. As a result, the fluidity of the gel particle body becomes poor and damage by contact is caused, resulting in insufficient durability.

결과를 표 1에 기재한다.The results are shown in Table 1.

위의 교시내용면에서 볼 때 본 발명은 여러 가지 변형과 변경이 가능하다. 그러므로, 첨부된 특허청구 범위 내에서 본 발명을 구체적으로 설명한 바 이외의 다른 방식으로 실시할 수 있음을 이해해야 할 것이다.In view of the above teachings, the invention is susceptible to various modifications and variations. It is, therefore, to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.

[표 1]TABLE 1

본 발명에 따르는 하이드로겔은 미생물 포착성 및 미생물 서식성이 커서 오수 정화 효과가 우수하다.The hydrogel according to the present invention is excellent in sewage purification effect due to the large microorganism trapping and microbial habitat.

도 1은 본 발명에 따르는 PVA(폴리비닐 알콜) 하이드로겔 표면 구조의 예를 보여주는 주사 전자 현미경 사진(배율: 60)이다.1 is a scanning electron micrograph (magnification: 60) showing an example of a PVA (polyvinyl alcohol) hydrogel surface structure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따르는 PVA 하이드로겔 표면층을 형성하는 섬유상 물질의 형상을 보여주는 주사 전자 현미경 사진(배율: 1000)이다.Figure 2 is a scanning electron micrograph (magnification: 1000) showing the shape of the fibrous material forming the PVA hydrogel surface layer according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따르는 PVA 하이드로겔의 단면(내부 구조)의 예를 보여주는 주사 전자 현미경 사진(배율: 60)이다.3 is a scanning electron micrograph (magnification: 60) showing an example of a cross section (internal structure) of a PVA hydrogel according to the present invention.

도 4는 비교예 1에서 수득한 평활한 표면을 갖는 PVA 하이드로겔의 표면 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진(배율: 60)이다.4 is a scanning electron micrograph (magnification: 60) showing the surface structure of a PVA hydrogel having a smooth surface obtained in Comparative Example 1. FIG.

도 5는 비교예 2에서 수득되고 분화구와 같은 요철이 형성된 거친 표면을 갖는 PVA 하이드로겔의 표면 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진(배율: 60)이다.FIG. 5 is a scanning electron micrograph (magnification: 60) showing the surface structure of PVA hydrogel obtained in Comparative Example 2 and having a rough surface with irregularities such as craters.

Claims (12)

비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과의 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) and gelling polymer (polymer B) upon contact with a cation. Steps, 상 분리액을 양이온 함유약과 접촉시켜 상 분리액으 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계,Contacting the phase separation liquid with a cation-containing drug to solidify Polymer B present on or near the surface of the phase separation liquid, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및Contacting the obtained solid with a coagulant which coagulates the polymer A and gelling it; and 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된, 직경이 0.1 내지 50μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 폴리비닐 알콜 하이드로겔.A polyvinyl alcohol hydrogel having as a surface layer a network structure formed by entangled fibrous materials having a diameter of 0.1 to 50 µm, produced by a method comprising the step of removing some or all of the polymer B from the obtained gel. 제1항에 있어서, 직경이 1 내지 10mm인 구형(spherical shape)인 폴리비닐 알콜 하이드로겔.The polyvinyl alcohol hydrogel according to claim 1, wherein the polyvinyl alcohol hydrogel has a spherical shape having a diameter of 1 to 10 mm. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로 아세탈화되는 폴리비닐 알콜 하이드로겔.The polyvinyl alcohol hydrogel of claim 1 or 2, which is further acetalized. 제1항에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 포함하는 바이오리액터(bioreactor)Bioreactor comprising a polyvinyl alcohol hydrogel according to claim 1 제1항에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 이용하는 정화 장치.Purification apparatus using the polyvinyl alcohol hydrogel of Claim 1. 제1항에 따르는 폴리비닐 알콜 하이드로겔에 함유된 수분을 일부 또는 전부 제거하여 수득한, 폴리비닐 알콜 성형물.A polyvinyl alcohol molding obtained by removing some or all of the water contained in the polyvinyl alcohol hydrogel according to claim 1. 비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과의 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) and gelling polymer (polymer B) upon contact with a cation. Steps, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 상 분리액의 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계 및Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify Polymer B present on or near the surface of the phase separation liquid, and 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된, 직경이 0.1 내지 50μm인 섬유상 물질이 얽혀서 형성된 망상 구조를 표면층으로 하는 폴리비닐 알콜 하이드로겔을 알칼리 처리하여 형성시킴을 특징으로 하는 겔.Polyvinyl alcohol having as surface layer a network structure formed by entanglement of a fibrous material having a diameter of 0.1 to 50 µm, prepared by a method comprising contacting and gelling the obtained solidified product with a coagulant liquid which coagulates polymer A. Gel characterized in that the hydrogel is formed by alkali treatment. 비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과의 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) and gelling polymer (polymer B) upon contact with a cation. Steps, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 상 분리액의 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계 및Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify Polymer B present on or near the surface of the phase separation liquid, and 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법.A method for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising the step of contacting and gelling the obtained solidified product with a coagulating solution which coagulates polymer A. 비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과의 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) and gelling polymer (polymer B) upon contact with a cation. Steps, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 상 분리액의 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체를 B를 고화시키는 단계,Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify B, the polymer present on or near the surface of the phase separation liquid, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및Contacting the obtained solid with a coagulant which coagulates the polymer A and gelling it; and 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법.A process for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising removing some or all of polymer B from the obtained gel. 비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과 접촉하여 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 만드는 단계,A phase separation solution is prepared by adding a substance capable of phase-separating the polymer mixture solution (material C) to a polymer mixture solution containing a vinyl alcohol polymer (polymer A) and a polymer (polymer B) that is gelled in contact with a cation. , 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 상 분리액의 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계,Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify Polymer B present on or near the surface of the phase separation liquid, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계 및Contacting the obtained solid with a coagulant which coagulates the polymer A and gelling it; and 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 이후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법.A method for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising performing the acetalization reaction simultaneously with or after gelling. 비닐알콜 중합체(중합체 A)와 양이온과의 접촉시 겔화되는 중합체(중합체 B)를 함유하는 중합체 혼합 용액에 당해 중합체 혼합 용액을 상 분리시킬 수 있는 물질(물질 C)을 첨가하여 상 분리액을 제조하는 단계,A phase separation solution was prepared by adding a substance (substance C) capable of phase-separating the polymer mixture solution to a polymer mixture solution containing a polymer (polymer B) and gelling polymer (polymer B) upon contact with a cation. Steps, 상 분리액을 양이온 함유액과 접촉시켜 상 분리액의 표면 내지 표면 근처에 존재하는 중합체 B를 고화시키는 단계,Contacting the phase separation liquid with a cation-containing liquid to solidify Polymer B present on or near the surface of the phase separation liquid, 수득한 고화물을 중합체 A를 응고시키는 작용을 하는 응고액과 접촉시켜 겔화하는 단계,Contacting the obtained solid with a coagulant liquid which coagulates polymer A, and gelling the same, 겔화시키는 동시에 또는 겔화시킨 이후에 아세탈화 반응을 수행하는 단계 및Carrying out the acetalization reaction simultaneously or after gelling; and 위의 단계에서 수득한 겔로부터 중합체 B를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 포함하는, 폴리비닐 알콜 하이드로겔의 제조방법.Method for producing a polyvinyl alcohol hydrogel, comprising the step of removing some or all of the polymer B from the gel obtained in the above step. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 중합체 B가 나트륨 알기네이트인 방법.The process according to claim 8, wherein polymer B is sodium alginate.
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