초록 ▼

□ 개발목표
● 계 획
1. 물류 패턴별 요구 온도를 충족하는 최적 상전이 소재 시스템들의 선정: 다성분계 혼합 상전이 물질들의 탐색 및 기초 물성 조사(상전이 온도, 잠열, 열용량)
→ (위탁기관 수행 부문)
2. 에멀젼을 이용한 유기 하이브리드 상전이 물질 조성물 개발
가. 높은 잠열을 갖고 있는 유기 상전이 소재의 선정 및 물성 측정
나. O/W 또는 W/O 에멀젼을 통한 최적의 유·무기 하이브리드 상전이 소재의 함량 결정
→ (위탁기관 수행 부문)
3. 상전이 소재를 이용한 포장재료

□ 개발목표
● 계 획
1. 물류 패턴별 요구 온도를 충족하는 최적 상전이 소재 시스템들의 선정: 다성분계 혼합 상전이 물질들의 탐색 및 기초 물성 조사(상전이 온도, 잠열, 열용량)
→ (위탁기관 수행 부문)
2. 에멀젼을 이용한 유기 하이브리드 상전이 물질 조성물 개발
가. 높은 잠열을 갖고 있는 유기 상전이 소재의 선정 및 물성 측정
나. O/W 또는 W/O 에멀젼을 통한 최적의 유·무기 하이브리드 상전이 소재의 함량 결정
→ (위탁기관 수행 부문)
3. 상전이 소재를 이용한 포장재료 제조 방법 개발
→ (주관기관 수행 부문)
4. 포장재 내부온도 변화에 대한 부피상당 1차원 모델링 및 시뮬레이션
→ (위탁기관 수행 부문)
5. 에멀젼형 유기 상전이 물질의 대량생산을 위한 최적공정개발
→ (주관기관 수행 부문)
● 실 적
◦ 온도민감성의약품(제품보관온도 2℃~8℃) 운송을 위한 단열포장에 사용되는 상전이물질 개발을 위해 유·무기 하이브리드 타입의 에멀젼 상전이물질(PCM)로 사용가능한 최적의 무기복합물 조성 관련 탐색 및 관련된 복합 물조성의 열물성 조사
→ (위탁기관 보고서 기준)
◦ 유·무기 하이브리드타입의 에멀젼 PCM의 열물성(잠열량, 비열)이 목표를 달성함
→ (위탁기관 보고서 기준)
◦ 온도민감성의약품(제품보관온도 2℃~8℃) 운송을 위한 단열포장에 일반적으로 현재 사용되는 PCM을 포함하는 에멀젼 관련 선행기술 조사 수행 및 관련된 에멀젼 연구를 일부 수행함
→ (주관기관 수행)
◦ 온도민감성의약품(제품보관온도 2℃~8℃) 운송을 위한 단열포장에 일반적으로 현재 사용되는 PCM 및 관련 pack제품의 동결 성능 향상시킴
- 관련 연구·개발결과물 국내특허출원 1건 및 기술 임치계약 완료
→ (주관기관 수행)
□ 목표항목 및 달성도
1. 고체상비열 : 2.51 ~ 3.56
2. 액체상비열 : 5.79 ~ 5.06
3. 잠열량 : 187 ~ 220
4. 에멀젼크기 : 100nm ~ 50μm
□ 기대효과
1. 에멀젼을 이용한 유·무기 하이브리드 상전이 물질 조성물 개발 (위탁기관 수행)
◦ 온도민감성 의약품(제품보관온도 2℃~8℃)의 패시브 콜드체인 단열포장시스템 구성요소인 냉매로 사용되고 있는 상전이 온도가 5℃~6℃인 유기계 PCM인 파라핀계 탄화수소 테트라데칸(tetradecane)의 가격저감을 위해, 상대적으로 저가의 물질인 물 과 소량의 무기물 PCM을 포함하는 첨가물을 테트라데칸에 첨가하여, 기존 테트라데칸 대비 동일성능 및 단순한 제조공정을 가지면서 동시에 가격경쟁력을 갖는 유·무기 하이브리드 타입의 에멀젼 PCM제조를 위한 연구·개발은 관련 산업분야의 글로벌 지재권확보 및 제품의 대외 수출에도 중요한 연구분야로서, 전세계적으로 현재까지 제품화에 성공하지 못한 연구·개발 분야이기 때문에, 본과제의 연구·개발 성과는 향후 지속적인 관련분야 연구를 위한 중요한 기반이 될 수 있음
◦ 향후 지속적인 관련분야 연구·개발을 통해 상기에서 언급한 온도민감성의약품의 패시브 콜드체인 단열포장시스템 구성요소로 사용가능한 유·무기 하이브리드 타입의 에멀젼 PCM 개발에 성공한다면, 기존 PCM 대비 가격경쟁력있는 에멀젼 PCM 물질 자체의 대외 수출뿐만 아니라 에멀젼 PCM을 구성요소로 하는 관련된 단열포장시스템 제품의 가격경쟁력을 제고시켜 단열포장시스템 제품의 대외 수출 확대에도 기여할 수 있음
- 글로벌의약품 시장에서 온도민감성의약품(제품보관온도 2℃~8℃ 유지)의 시장점유율은 2009년 글로벌 top50 best-selling 의약품 중 15개로서 전체매출액 대비 31%(62.1 $billion)를 차지했으며, 2016년도에는 글로벌 top10 best-selling 의약품중 8개로서 전체 매출액대비 83%(55.4 $billion)를 차지할 것으로 전망됨
- 따라서, 온도민감성의약품 cold chain 운송·보관에 사용되는 단열포장시스템 구성요소인 PCM 개발의 경제적인 파급효과 또한 상당히 클 것으로 전망됨
2. 첨가물을 이용한 PCM의 동결 성능 향상 연구·개발 (주관기관 수행)
◦ 상기 1에서 언급한 상전이 온도가 5℃~6℃인 테트라데칸 PCM에 조핵제가 소량 첨가된 테트라데칸 PCM팩 제품의 냉장온도(4℃~5℃) 조건에서의 동결시간 단축은, 냉장보관온도
(2℃~8℃)에서 운송 및 보관이 요구되는 대부분의 온도민감성 의약품과 같이 냉장창고 보관온도 조건에서 패시브 콜드체인 단열포장에 필수적으로 사용되는 테트라테칸 PCM 팩을 동결할 수 있기 때문에, 다량의 테트라데칸 PCM팩들을 동결할 경우나 동일 PCM팩을 재사용하는 경우, PCM 팩 제품동결을 위해 따로 냉동창고를 이용할 필요성을 줄여줌
- 조핵제를 포함하지 않는 다량의 테트라데칸 PCM 팩 제품을 냉장창고에서 동결하기 위해 장시간 동안 동결해야 되는 문제점 및 다량의 PCM 팩 동결시 PCM팩 일부가 냉장창고 온도에서 동결하지 않는 문제점들을 상당히 해결해 줄 수 있음
- 따라서, 기존 다량의 테트라데칸 PCM팩 제품 동결에 필요한 냉장창고 사용 전력소비를 크게 감소시킬 수 있으며, 특히 패시브 콜드체인 운송 및 보관 관련 인프라 및 관리시스템이 부족한 후진국 및 개발도상국가에서 필요성이 크게 대두될 것으로 전망함
- 연구결과는 주관기관에서 국내특허 출원 및 기술임치물로 계약완료함
□ 적용분야
◦ 2℃~8℃ 온도범위내에서 제품온도를 항상 정온유지해야 하는 백신과 같은 온도민감성 의약품의 패시브 콜드체인 단열포장시스템의 구성요소인 냉매로 사용될 수 있는 상전이물질(PCM)로 사용될 수 있음

목차 Contents

• 중소기업 기술개발사업 최종보고서 ... 1표 지 ... 2제 출 문 ... 3요 약 서 (초 록) ... 4목 차 ... 8제 1 장 개발기술의 개요 ... 9제 2 장 개발목표 및 개발내용 ... 19 제 1 절 기술개발 목표 ... 19 1. 기술개발 목표 ... 19 2. 사업계획서 대비 주요변경내용 및 사유 ... 20 제 2 절 세부 개발내용 및 방법 ... 21 1. 물/테트라데칸/계면활성제를 혼합하여 제조되는 수중 유적형(O/W) 에멀젼을 통한 PCM 개발(주관기관 보고) ... 21 2. 첨가물을 이용한 PCM의 동결 성능 향상 연구·개발 및 국내특허 출원 완료(주관기관 보고) ... 31 3. 에멀젼을 이용한 유·무기 하이브리드 상전이 물질 조성물 개발(위탁기관 보고) ... 38제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 75 1. 에멀젼을 이용한 유·무기 하이브리드 상전이 물질 조성물 개발(위탁기관 R&D 분야) ... 75 2. 첨가물을 이용한 PCM의 동결 성능 향상 연구·개발(주관기관 R&D 분야) ... 75수행기관 현물출자 확인서 ... 78끝페이지 ... 78