KR20140148233A - 조핵제가 첨가된 냉축열용 상전이물질팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조핵제 및 n-테트라데칸을 포함하는 상전이물질팩에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 유기계 상전이물질 (PCM: Phase Change Material)인 파라핀계 탄화수소 n-테트라데칸(tetradecane)에 조핵제를 첨가하고 액상의 이들 물질이 외부로 새어나가는 것을 방지하도록 밀봉된 본체부를 포함하는 상전이물질팩에 관한 것이다. 이러한 조핵제가 첨가된 n-테트라데칸 상전이물질팩의 경우 조핵제가 첨가되지 않은 기존의 상전이물질팩에 비해 동결시간이 훨씬 단축되어, 전력소비 감소를 통한 제품의 가격경쟁력이 제고되는 장점이 있다. 또한 다량의 상전이물질팩들을 동결할 경우나 동일 상전이물질팩을 재사용하는 경우, 조핵제가 첨가되지 않은 기존의 상전이물질팩에 비해 동일 온도에서 동결하는 재현성이 월등히 향상되는 장점이 있다.

Description

조핵제가 첨가된 냉축열용 상전이물질팩 {Cold Thermal Energy Storage PCM(Phase Change Material) Pack Added with Nucleator}
본 발명은 조핵제 및 n-테트라데칸을 포함하는 상전이물질팩에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 유기계 상전이물질 (PCM: Phase Change Material)인 파라핀계 탄화수소 n-테트라데칸(tetradecane)에 조핵제를 첨가하고 액상의 이들 물질이 외부로 새어나가는 것을 방지하도록 밀봉된 본체부를 포함하는 상전이물질팩에 관한 것이다. 이러한 조핵제가 첨가된 n-테트라데칸 상전이물질팩의 경우 조핵제가 첨가되지 않은 기존의 상전이물질팩에 비해 동결시간이 훨씬 단축되어, 전력소비 감소를 통한 제품의 가격경쟁력이 제고되는 장점이 있다. 또한 다량의 상전이물질팩들을 동결할 경우나 동일 상전이물질팩을 재사용하는 경우, 조핵제가 첨가되지 않은 기존의 상전이물질팩에 비해 동일 온도에서 동결하는 재현성이 월등히 향상되는 장점이 있다.
온도민감성 바이오제품 및 특수의약품 (이하, '온도민감성 의약품'이라 한다)의 정온유지를 위해 사용되는 저온유통체계인 '콜드체인 (cold chain)'은 외부 전기 및 기계적 엔진수단을 사용하는 '액티브 콜드체인 (active cold chain)' 과 외부 전기 및 기계적 엔진수단을 사용하지 않고 단열박스와 상전이물질을 포함하는 팩으로 구성된 단열포장 (insulated packaging)만을 사용하는 '패시브 콜드체인 (passive cold chain)'으로 크게 구분된다. 상기 패시브 콜드체인 운송 및 보관에 사용되는 단열포장시스템 구성요소인 상전이물질은 주변 온도변화에 따라 상변화, 일반적으로 고체-액체 사이의 상변화가 일어나며, 상변화와 관계되는 열인 잠열 (latent heat)을 축열 또는 방열함으로써 상전이온도를 기준으로 어느 정도 범위내에서 주변의 온도를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 한다. 일반적으로 상전이물질은 크게 물 또는 물 이외의 PCM으로 구분되며, 또한 유기계(organic), 무기계(inorganic) 그리고 공융혼합물(eutectic) PCM으로도 구분된다.
온도민감성 의약품의 경우 일반적으로 콜드체인 운송, 보관 및 취급시, 미국약전 (USP. United States Pharmacopeia)에 의해 분류된 'Refrigerator'인 냉장보관온도 (2 내지 8 ℃)를 유지하도록 요구되며, n-테트라데칸이 주로 사용된다. 이는 n-테트라데칸의 상변화 온도가 5 내지 6 ℃이므로, 외부환경 온도 변화에서도 단열박스 내부에 적재된 온도민감성 의약품을 정온보관시켜 주기 때문이다.
특히 온도민감성 의약품의 대표인 백신의 경우 고온 및 동결로 인한 효능감소 및 변질로 인해 경제적 문제 뿐만 아니라, 약효상실과 관련된 환자의 안전성에 심각한 문제를 초래할 수 있다. 즉, 백신의 생산에서 최종 고객까지 관련된 콜드체인 운송, 보관 및 취급시 정온관리된 백신이라면 1회 접종으로 충분한 약효를 거둘 수 있음에도, 냉해로 인한 역가 상실에 따라 백신을 수회에 걸쳐 접종케 하는 주된 원인이 되어 왔다.
때문에, 세계보건기구(WHO)에서는 "Guidelines on the international packaging and shipping of vaccines" 을 만들어 모든 UN (United Nations) 조달부서들이 입찰요구서상 기술명세서 및 요구사항에 이를 포함시킬 것을 권고하고 있다. 특히, WHO는 백신을 각 영역별로 분류하여 적어도 48 시간의 국제물류수송시간 동안 노출될 수 있는 최소 및 최대 허용가능 온도들을 명시하였다. 따라서, 모든 백신 생산업체들은 사용하는 포장재들이 다음의 기준을 충족시킴을 보증하여야 한다. ("Guidelines on the international packaging and shipping of vaccines", 2005, WHO/IVB/05.23.)
- Class A: 포장에 앞서서 백신들은 제조업체가 요청한 저장온도 범위 내에서 유지되어야하고, 포장 후 수송 시, 적어도 48 시간 동안 외부온도 + 43 ℃에 노출되어도 내부의 백신이 + 8 ℃ 이상으로 올라가지 못하도록 하는 단열포장
- Class B: 포장에 앞서서 백신들은 제조업체가 요청한 저장온도 범위 내에서 유지되어야하고, 포장 후 수송 시, 적어도 48 시간 동안 외부온도 + 43 ℃에 노출되어도 내부의 백신이 + 30 ℃ 이상으로 올라가지 못하도록 하는 단열포장
- Class C: 포장에 앞서서 백신들은 제조업체가 요청한 저장온도 범위 내에서 유지되어야하고, 포장 후 수송 시, 외부온도 + 43 ℃ 에 노출되는 경우, 적어도 48 시간 동안 내부의 백신이 + 30 ℃ 이상으로 올라가지 못하며, 외부온도 - 5 ℃에 노출되는 경우, 적어도 48 시간 동안 내부의 백신이 + 2 ℃ 이하로 내려가지 못하도록 하는 단열포장
백신 수송에 대한 WHO 분류 및 온도 기준 (최소 48 시간 동안) (℃)
류 백신의 유형 외부 온도 최저허용온도 최고허용온도
A OPV + 43 제한 없음 + 8



B


 BCG
Hib(냉동건조)
홍역
MR
MMR
수막알균 A&G
황열병


+ 43





제한 없음


+ 30






C



 DTP
DTP-HepB
DTP-Hib (액상)
DT
IPV
HepB
Hib (액상)
Td
TT
+ 43


+ 2


+ 30


- 5
+ 2
+ 30
위의 표 1은 국제 물류 포장에 대한 지침으로써 백신들을 각 백신별 열안정성을 기준으로 분류한 것이다.
일반적으로 n-테트라데칸 상전이물질팩 한 개에는 400 내지 1,900 g의 n-테트라데칸이 수용되며, 제조된 상전이물질팩은 동결을 위해 카톤(carton)박스 한 개에 5단 적층되어 포장된다. 또한 포장된 카톤박스도 적재 물량이 많을 경우 냉장 또는 냉동 창고/컨테이너 크기에 따라 최소 3박스 이상 적층된다. 따라서 상기 제조된 n-테트라데칸 상전이물질팩들을 동결하다 보면, 적층된 박스들 중간에 위치한 박스 내부의 상전이물질팩들은 완전하게 동결하는데 장시간이 소요되며 이와 관련하여 전력소비 또한 지나치게 증가하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제758655호는 물을 상변이물질로 하는 상변이물질팩을 개시하고 있으나, 백신과 같은 특수의약품은 0 ℃에서 동결로 인한 역가 상실이 이루어지고, 무엇보다 전술한 바와 같이 동결시간이 오래 걸리며, 동결온도의 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.
KR 10-0758655 (주식회사 탭스인터내셔널) 2007. 09. 07.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상변이물질로 n-테트라데칸을 사용하되 조핵제를 첨가함으로써 동결시간이 훨씬 단축될 수 있는 상전이물질팩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 또한 동결시간이 짧으면서도 자중에 의하여 그 외형의 변화가 거의 없는 상전이물질팩을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 상전이물질팩은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
세틸알콜, 스테아릴 알콜, 에이코사놀(eicosanol), 미리스틱산, 팔미틱산, 비헨산, 스테아릭산 아미드, 에틸렌바이솔레익산 아미드 (ethylenebisoleic acid amide), 메틸올비헨산 아미드 (methylolbehenic acid amide), 및 N-페닐-N'-스테아릴요소 (N-phenyl-N'-stearylurea)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 조핵제를 포함하는 n-테트라데칸, 및
상기 n-테트라데칸을 수용하여 외부로 새어나가는 것을 방지하도록 밀봉된 본체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상전이물질팩은 상기 본체부에 수용되고, 상기 n-테트라데칸을 흡수하는 흡수체를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부는 상기 흡수체의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 본체부는 상기 n-테트라데칸을 주입할 수 있도록 주입부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 주입부는 개폐부가 추가로 설치될 수 있다.
또한, 상기 흡수체는 복수 개로 구성되고, 상기 본체부는 셀을 이루어 상기 복수 개의 흡수체 각각을 수용할 수 있다.
또한, 상기 흡수체는 형상 보강을 위한 형 보강재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 n-테트라데칸 : 조핵제의 중량비는 60 내지 99.9 중량% : 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 90 내지 99.5 중량% : 0.5 내지 10 중량%일 수 있다.
본 발명의 조핵제가 첨가된 n-테트라데칸 상전이물질팩은 조핵제가 첨가되지 않은 기존의 상전이물질팩에 비해 동결시간이 훨씬 단축되어, 전력소비 감소를 통한 제품의 가격경쟁력이 제고되는 장점이 있다. 나아가, 동결시간의 재현성이 향상되어 특정 시간이 경과하면 모든 상전이물질팩이 동결되므로 사용자는 안심하고 의약품을 운송, 보관 및 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 상전이물질팩은 보냉기능을 수행하는 n-테트라데칸 등의액상물질의 유동성에 의하여 일정한 형상을 이루기 어려운 종래의 상전이물질팩에 대하여 흡수체를 추가로 구비함으로써 일정한 형상을 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 상전이물질팩은 일정한 형상을 유지할 수 있는 흡수체를 추가로 구비함으로써 단열포장제품 등에 설치가 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상전이물질팩의 사시도이다.
도 2는 도 1의 상전이물질팩의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 상전이물질팩의 제작과정을 보여주는 공정도이다.
도 4 및 도 5는 단열박스에 도 1의 상전이물질팩이 장착된 상태를 보여주는 사시도 및 평면도이다.
도 6은 복수 개의 흡수체를 구비하는 본 발명에 따른 상전이물질팩을 보여주는 사시도이다.
도 7은 상변이물질팩의 동결정도를 확인하는 방법을 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 상전이물질팩은 조핵제를 함유한 n-테트라데칸과 이를 수용하는 본체부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전술한 바와 같이 물의 동결로 인한 동해가 발생하지 않는 온도가 어는점인 n-테트라데칸은 온도민감성 의약품의 보관을 위한 상변이물질로서 안성마춤이다. 하지만, 상전이물질팩에 n-테트라데칸을 주입한 경우 그 냉각에 불필요하게 많은 시간과 비용이 소모되는 것이 문제점으로 지적되어 왔다. 이는 냉장창고 및 냉동고에 적재된 상변이물질팩이 카톤박스의 적재 위치에 따라, 동일 적재 위치라도 몇번째 층에 적재되었는지에 따라, 나아가 동일 카톤박스라 하더라도 박스 내부에서 상변이물질팩의 적층 위치에 따라 동결시간에 상당한 차이를 보이고 있기 때문이다.
종래 패시브 콜드체인 단열포장에 사용되는 벌크상태인 n-테트라데칸 상변이물질의 경우 일반적인 무기물 상변이물질에서 관찰되는 과냉각 (supercooling or subcooling) 현상이 거의 발생하지 않기 때문에, 벌크상태인 경우 과냉각 현상을 억제하는 역할을 하는 조핵제(nucleator)를 첨가하지 않고 있다. 그러나, 미합중국 등록특허 제5,456,852호에서는 벌크상태가 아닌 마이크로캡슐화된(microencapsulated) 상변이물질의 코어(core)물질로서 사용된 n-테트라데칸의 경우 과냉각 현상을 억제하기 위한 조핵제의 사용에 대해 개시하고 있다. 상기에서 언급된 과냉각이란 마이크로캡슐화된 상변이물질 코어 속에는 상전이물질이 아주 소량 담겨져 있기 때문에 벌크상태와 달리 응결핵의 감소로 인해 일반적인 어는점 (freezing point)보다 10 내지 25 ℃ 정도 어는점이 낮아지는 것을 의미한다.
따라서 파라핀계 탄화수소 상변이물질은 마이크로캡슐화된 경우가 아닌 벌크상태로 사용되는 경우 과냉각 현상을 고려하지 않기 때문에 조핵제를 첨가하지 않는다.
본 발명은 마이크로캡슐화된 상황이 아니라 벌크상태임에도 불구하고, 조핵제를 첨가함으로써 동결시간의 단축 및 재현성 향상을 도모하는 것을 가장 큰 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세틸알콜, 스테아릴 알콜, 에이코사놀(eicosanol), 미리스틱산, 팔미틱산, 비헨산, 스테아릭산 아미드, 에틸렌바이솔레익산 아미드 (ethylenebisoleic acid amide), 메틸올비헨산 아미드 (methylolbehenic acid amide), 및 N-페닐-N'-스테아릴요소 (N-phenyl-N'-stearylurea)로 이루어진 군에서 하나 이상의 조핵제를 선택하여 상기 n-테트라데칸과 혼합한다.
이러한 조핵제의 첨가로 인해 n-테트라데칸의 동결 개시가 보다 용이해져 동결시간이 단축되며, 나아가 정확한 온도에서 동결이 개시되어 재현성이 향상되는 본원발명의 장점이 발현된다.
본 발명에 따른 상전이물질팩에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 상전이물질팩(10)은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조핵제를 포함한 n-테트라데칸(300)과, n-테트라데칸(300)을 수용하여 외부로 새는 것을 방지하도록 밀봉된 본체부(100)를 포함하여 구성된다.
상기 n-테트라데칸(300)은 냉동장치(미도시) 등에 의하여 냉각 또는 냉동되며, 이를 수용한 상전이물질팩(10) 주변의 온도를 하강시키는 기능을 수행한다.
상기 n-테트라데칸(300)은 조핵제 외에 어는점 하강 등의 기능을 구현하기 위한 n-데칸, n-도데칸, 또는 n-데칸 및 n-도데칸과 같은 첨가물이 추가될 수 있다.
또한, 본 발명의 상전이물질팩(10)은 n-테트라데칸(300)을 흡수하는 흡수체(200)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 흡수체(200)는 액체 상태의 n-테트라데칸(300)을 흡수하기 위한 구성요소로서, n-테트라데칸(300)의 흡수가 용이한 재질이 사용된다.
상기 흡수체(200)의 재질로는 부직포, 다공성 부재, 스펀지(sponge) 등이 사용될 수 있으며, 일정한 형상을 유지하도록 소정의 두께를 가진 블록형으로 제작되는 것이 바람직하다. 여기서 스펀지는 천연고무나 합성수지로 만든 해면(海綿)체를 말한다.
종래의 상전이물질팩은 그 내부에 상온에서 액체 상을 이루는 내부물질을 포함하게 되는데, 완전히 해동된 상태 또는 일부 해동된 상태에서 자중에 의하여 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
특히 상전이물질팩의 재사용을 위하여 상전이물질팩을 냉각할 때, 적재 상태 등에 따라서 일부만 불룩하게 되어, 단열박스 등에 사용되는 경우 상전이물질팩의 불완전한 모양으로 인하여 공간을 효율적으로 사용하는데 많은 제약을 주고 있다. 나아가, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 이중단열구조의 단열박스인 경우 상전이물질팩을 좁은 틈에 넣는 것 자체가 불가능한 문제점이 있다.
상기 흡수체(200)는 도 3c에 도시된 바와 같이, 유동성을 가지는 n-테트라데칸(300)을 흡수함으로써 n-테트라데칸(300)의 유동성을 저지하여 상전이물질팩(10)의 적재 상태에 따라서 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한 상기 흡수체(200)는 직육면체, 또는 기타 다양한 형상으로 가공할 수 있게 함으로써, 다양한 형상을 가지는 상전이물질팩(10)의 제작을 가능하게 한다. 한편 상기 흡수체(200)는 형상 보강을 위한 와이어(wire) 등과 같은 형 보강재(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
또한 상기 흡수체(200)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 특히 복수 개의 층을 이루어 구성될 수 있다. 이때 상기 복수 개의 층을 이루는 흡수체(300)는 재질 및 성질이 다른 소재로 구성될 수 있다.
상기 본체부(100)는 n-테트라데칸(300) 자체 또는 n-테트라데칸(300)이 흡수된 흡수체(200)를 수용하여 n-테트라데칸(300)이 외부로 새어나가는 것을 방지하도록 밀봉된다.
상기 본체부(100)는 흡수체(200) 없이 조핵제를 포함한 n-테트라데칸(300)을 수용하는 경우 고정된 형체를 갖는 경질의 합성수지 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 본체부(100)가 흡수체(200)를 수용하는 경우에는 흡수체(200)의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 구성되며, 그 재질은 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 비닐 등의 합성수지제 필름이 사용된다. 나아가, 그 바깥에 부직포 등을 사용함으로써 동결시 본 발명의 상변이물질팩끼리 들러붙는 것을 예방하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 본체부(100)는 도 2와 도 3c에 도시된 바와 같이, n-테트라데칸(300)을 주입할 수 있도록 주입부(130)가 형성될 수 있다. 이때 상기 주입부(130)에는 n-테트라데칸(300)이 내부로만 유입되고 외부로는 배출되는 것을 방지하기 위한 체크밸브 또는 뚜껑 등과 같은 개폐부(131)가 추가로 설치될 수 있다. 또한 상기 주입부(130)는 n-테트라데칸(300)이 주입된 후에 밀봉될 수 있다.
한편 상기 본체부(100)는 한 쌍의 막(110, 120)들로 구성되어, 흡수체(200)가 개재된 상태에서 테두리부분이 열접착 등에 의하여 밀봉될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 상전이물질팩(10)은 냉각장치 등에 의하여 냉동된 후에, 단열박스에 설치되어 밀폐된 공간을 냉각시키게 된다. 예컨대, 도 4는 내부박스(20)와 외부박스(30) 사이에 본 발명의 상전이물질팩(10)을 설치하는 과정을 도시한 사시도이고, 도 5는 이러한 설치가 완료된 상태를 도시한 평면도로서 내부박스(20) 내부에 충분한 공간을 확보하면서도 발포소재에 의한 단열과 상변이물질에 의한 냉축열이 함께 제공되는 시스템의 일 실시예를 나타낸다.
한편 본 발명에 따른 상전이물질팩은 도 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 흡수체(200)들을 포함할 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 흡수체(200)들은 본체부(100) 내에 형성된 하나의 셀에 수용되거나, 상기 본체부(100)는 각 흡수체(200)들을 수용하기 위하여 복수 개의 셀(101)을 이루도록 구성될 수 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 상전이물질팩의 제조방법에 관하여 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 상전이물질팩의 제작과정을 보여주는 공정도이다. 특히 도 3c에서의 주입부(130)을 추가로 구비한 상전이물질팩을 중심으로 도시하였다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 부직포, 다공성 부재, 스펀지 등의 재질을 가지는 흡수체(200)를 디자인 또는 설계 목적에 따른 형상을 가지도록 가공한다.
흡수체(200)를 가공한 후에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 흡수체(200)가 개재된 상태에서 본체부(100)를 n-테트라데칸(300)이 외부로 새어나가지 않도록 밀봉하여 도 3c에 도시된 바와 같이, 상전이물질팩(10)을 제작한다. 이때 흡수체(200)가 n-테트라데칸(300)을 흡수한 상태가 아닌 경우 등에는 본체부(100)에 n-테트라데칸(300)의 주입을 위한 주입부(130)를 형성할 수 있다.
한편 상기 본체부(100)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 막(110, 120)들로 구성하여 본체부(100)를 개재한 상태에서 테두리부분을 열접착 등에 의하여 밀봉할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 상전이물질팩(10)은 사용 방법에 따라서 n-테트라데칸(300)이 주입되지 않고 주입부(130)가 형성된 상태로 가공될 수 있다. 이때 사용자는 n-테트라데칸(300)을 주입부(130)를 통하여 내부에 주입한 후, 주입부(130)를 밀봉하여 사용하게 된다.
특히 본 발명에 따른 상전이물질팩(10)은 주입부(130)가 형성된 경우, 주입부(130)를 통하여 n-테트라데칸(300)을 주입하여 사용하다가, 사용하지 않고 보관이 필요한 경우 주입부(130)를 개방하여 n-테트라데칸(300)을 외부로 배출하여 보관할 수 있다. 이때 n-테트라데칸(300)의 자중을 줄임으로써 보관상 편리한 이점이 있게 된다.
또한, 상기 n-테트라데칸 : 조핵제의 중량비는 60 내지 99.9 중량% : 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 90 내지 99.5 중량% : 0.5 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 범위에 비해 조핵제의 양이 적은 경우 동결시간 단축 및 동결 재현성 향상과 같은 본 발명의 장점이 충분히 발현될 수 없고, 반대로 조핵제의 양이 더 많은 경우 상전이물질의 양이 상대적으로 적어져 온도민감성 제품의 정온보관과 관련된 단열포장시스템의 성능저하를 초래할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
실시예
실시예 1
미리스틱산 13g을 n-테트라데칸 987 g에 완전히 용해시켜 n-테트라데칸 대비 1.3 (wt/wt)% 중량비를 갖는 용액을 제조한 이후, 연질 폴리우레탄 폼(PU Foam)을 수용하는 나일론 필름에 상기 용액 1000g을 부었다. 본 발명에 사용된 n-테트라데칸의 순도는 98 % 이상이며 도데칸 (≤ 0.5 %), 트리데칸 (≤ 1.0 %), 및 펜타데칸 (≤ 0.5 %)를 포함하고 있다. 가열융착기 (팩 플라자. 한국)를 사용하여 상기 필름의 개폐부를 가열융착하고, 가열융착된 한쪽 끝부분을 일부 개방하여 상전이물질팩 내부의 공기를 최대한 제거한 후 개방된 상전이물질팩 끝부분을 다시 가열융착하여 최종 상전이물질팩을 제조했다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 미리스틱산 대신 스테아릴 알콜을 사용하였다.
비교예
실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 미리스틱산을 첨가하지 않았다.
시험예
실시예 1과 비교예를 24, 48 및 72 시간까지 동결시킨 결과를 표 1에, 실시예 2와 비교예를 24, 48 및 72 시간까지 동결시킨 결과를 표 2에 나타내었다.
상전이물질팩의 동결정도는 도 7에 나타난 바와 같이, 상변이물질팩의 한쪽 가장자리를 고정시켰을 때 도 7의 A나 B처럼 상변이물질팩이 완전히 구부러지면 '동결하지 않음'으로, 도 7의 C처럼 수평을 유지하며 상변이물질팩이 전혀 구부러지지 않으면 '강'으로 분류하였다. 동결정도 '중'은 상변이물질팩의 가장자리는 단단하게 동결되었으나 중앙부는 동결되지 않은 상태를 가리키고, 동결정도 '약'은 표면만 동결된 상태를 가리킨다.
동결정도 테스트를 위해 사용된 항온쳄버 설정온도는 5 ℃ (쳄버내부 실제온도 4.5 내지 4.7 ℃)이며, 쳄버 내부 온도 안정화를 위해 테스트전 5 ℃ 설정온도에서 쳄버를 미리 가동하였다. 쳄버 내부 실제 온도 맵핑테스트는 한국계측기기연구조합(KOLAS)에서 교정 및 교정기간이 유효한 온도기록계인 Data Logger(Madgetech, MicroTemp 및 Temp101A. 미국)를 사용하여 실시하였으며, 테스트 기간동안 Data Logger를 사용하여 계속 항온쳄버 내부 온도를 관찰 하였다.
층 수 샘플 적층 위치 냉각시간(시) 동결정도





2 단		 비교예
 상단
24		 약
하단 동결하지 않음
실시예 1
 상단 강
하단 강
비교예
 상단
48		 강
하단 동결하지 않음
실시예 1
 상단 강
하단 강
비교예
 상단
72		 강
하단 동결하지 않음
실시예 1
 상단 강
하단 강








3 단		 비교예

 상단

24		 약
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 1

 상단 강
중단 중
하단 강
비교예

 상단

48		 강
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 1

 상단 강
중단 강
하단 강
비교예

 상단

72		 강
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 1

 상단 강
중단 강
하단 강
층 수 샘플 적층 위치 냉각시간(시) 동결정도





2 단		 비교예
 상단
24		 약
하단 동결하지 않음
실시예 2
 상단 강
하단 강
비교예
 상단
48		 강
하단 동결하지 않음
실시예 2
 상단 강
하단 강
비교예
 상단
72		 강
하단 동결하지 않음
실시예 2
 상단 강
하단 강








3 단		 비교예

 상단

24		 약
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 2

 상단 강
중단 중
하단 강
비교예

 상단

48		 강
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 2

 상단 강
중단 강
하단 강
비교예

 상단

72		 강
중단 동결하지 않음
하단 동결하지 않음
실시예 2

 상단 강
중단 강
하단 강
위 표 2 및 표 3의 동결정도 측정결과에서 확인되는 바와 같이 2단 및 3단 적층시 중앙 및 하단에 적층된 상전이물질팩에 대해, 실시예의 동결시간은 비교예에 비해 최소한 48 시간 이상 차이를 보였으며, 이러한 관찰결과는 상기 소량 (1.3 wt%) 첨가된 조핵제가 동결촉진제로서 n-테트라테칸의 동결시간을 훨씬 단축시킬 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 상전이물질팩의 동결시간 단축은 냉장보관온도 (2 내지 8 ℃)에서 운송 및 보관이 요구되는 대부분의 온도민감성 바이오 및 특수의약품 패시브 콜드체인 단열포장에 필수적으로 사용되는 n-테트라테칸을 동결하는데 필요한 전력소비를 크게 감소시킬 수 있으며, 특히 콜드체인 운송 및 보관 관련 인프라 및 관리시스템이 부족한 후진국 및 개발도상국가에서 크게 필요성이 대두될 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 상전이물질팩 20 : 내부박스
30 : 외부박스 100 : 본체부
130 : 주입부 131 : 개폐부
200 : 흡수체 300 : n-테트라데칸

Claims (8)

  1. 세틸알콜, 스테아릴 알콜, 에이코사놀(eicosanol), 미리스틱산, 팔미틱산, 비헨산, 스테아릭산 아미드, 에틸렌바이솔레익산 아미드 (ethylenebisoleic acid amide), 메틸올비헨산 아미드 (methylolbehenic acid amide), 및 N-페닐-N'-스테아릴요소 (N-phenyl-N'-stearylurea)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 조핵제를 포함하는 n-테트라데칸, 및
    상기 n-테트라데칸을 수용하여 외부로 새어나가는 것을 방지하도록 밀봉된 본체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체부에 수용되고, 상기 n-테트라데칸을 흡수하는 흡수체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 본체부는 상기 흡수체의 형상에 대응되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 n-테트라데칸을 주입할 수 있도록 주입부가 형성된 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 주입부는 개폐부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 흡수체는 복수 개로 구성되고, 상기 본체부는 셀을 이루어 상기 복수 개의 흡수체 각각을 수용하는 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 흡수체는 형상 보강을 위한 형 보강재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 n-테트라데칸 : 조핵제의 중량비는 60 내지 99.9 중량% : 0.1 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 상전이물질팩.
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