JP2001322171A

JP2001322171A - 冷凍保存用容器

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Publication number: JP2001322171A
Application number: JP2000144450A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hattori; 博行服部; Teruhisa Hirobe; 輝久広部
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-20
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: JP3941091B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体窒素中の−196℃という極低温下でも破
損せず、透明性があり、安価で、低分子量物質が溶出す
るおそれがなく、かつ容易に成形加工でき、さらに熱溶
着時に未溶着領域が形成されるおそれがない冷凍保存用
容器を提供する。【解決手段】超高分子量ポリエチレンからなる層と、
該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超
高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂、具
体的にはポリオレフィンあるいは熱可塑性エラストマー
からなる層とを有する積層フィルムを、該熱可塑性樹脂
からなる層が内側になるように互いに重ね合わせて熱溶
着することにより形成されたことを特徴とする冷凍保存
用容器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液成分や骨髄液
などの体液、細胞浮遊液等を冷凍保存するための容器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】血液成分等を冷凍保存する方法として、
従来、該血液成分等を軟質塩化ビニル製の冷凍保存用容
器に入れ、高濃度グリセリンなどの凍害保護剤を添加し
て、−85℃〜−80℃程度の低温で保存する方法が公知で
ある。この方法によれば、血液成分等は通常２〜３年保
存することが可能である。しかし、骨髄や臍帯血を由来
とする造血幹細胞の場合はさらに長い保存期間が必要と
されており、該保存期間を長くするために、−200℃〜
−150℃程度の極低温下で保存する方法もまた公知にな
っている。しかし、そのような極低温下では従来の冷凍
保存用容器は脆化し、外部からのごくわずかな衝撃によ
っても破損するおそれがある。

【０００３】上記したような極低温下での保存に耐えう
る冷凍保存用容器として、フッ素化エチレンプロピレン
重合体からなる内層およびポリイミド樹脂からなる外層
の二層積層材料から形成された容器（特公昭49-8079号
公報）や、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合
体等より成る袋（実公昭55-55069号公報）、あるいは熱
可塑性樹脂からなる内層およびポリエステル樹脂やポリ
イミド等の耐熱性合成樹脂からなる外層の二層積層材料
から形成された容器（特公昭60-22942号公報）等が提案
されている。しかし、ポリエステル樹脂やポリイミド樹
脂、フッソ系樹脂は、高価であるうえ融点が非常に高い
ため、該樹脂から形成されたフィルムは成形加工を行う
温度が非常に高くなってしまう。また、ポリイミド樹脂
から形成されたフィルムは、液体ヘリウム中の４Ｋとい
う極低温下でも柔軟性を有するが、褐色に着色している
ため内容物を観察することが困難である。

【０００４】上記ポリイミド樹脂やフッソ系樹脂以外の
樹脂を用いた冷凍保存用容器として、例えば二軸配向性
のエチレン−酢酸ビニール共重合体フィルムより形成さ
れる容器（特公昭55-44977号公報）や、二軸延伸された
架橋ポリエチレンフィルムより成形された容器（特公昭
62-57351号公報）等も公知である。しかし、延伸フィル
ムを用いて容器を作製する場合、該フィルムの周縁を熱
溶着しようとするとフィルムが収縮してしわになるため
確実に溶着できず、作製した容器が破損しやすいものに
なる。

【０００５】さらに、積層フィルムにより冷凍保存用容
器を作製する場合、該積層フィルムの内層および外層
は、通常、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ系樹
脂などの反応型接着剤により接着されるが、該接着剤は
接着時に未反応の低分子量物質が残るおそれがあり、該
フィルムにより作製されたバッグを医療用バッグとして
使用する場合、それらの低分子量物質が溶出して人体に
悪影響を及ぼすおそれがある。

【０００６】上記問題点を解決するために、本出願人
は、超高分子量ポリエチレンからなる内層と、該超高分
子量ポリエチレンよりも融点が低く、該超高分子量ポリ
エチレンと相溶性のある熱可塑性樹脂からなる外層との
積層フィルムにより構成された冷凍バッグを既に提案し
ている（特許第2876588号公報）。この冷凍バッグは、
液体窒素中の−196℃という極低温下でも破損せず、透
明性があり、安価で、低分子量物質が溶出するおそれが
なく、かつ容易に成形加工できるものである。しかし、
超高分子量ポリエチレンは極めて長い直鎖状分子構造を
有しており、該超高分子量ポリエチレンの単層フィルム
や、該超高分子量ポリエチレンを内層とする積層フィル
ムの内層同士を熱溶着してバッグを作製する場合、溶着
界面で超高分子量ポリエチレンの分子鎖が拡散しにくい
ため、完全に溶着されずに未溶着領域が残るおそれがあ
る。この未溶着領域は、フィルムの溶着部分の引張試験
や、作製されたバッグのリークテスターによるリーク検
出において発見されないことがあり、この未溶着領域が
バッグの内部と外部とを連通するように残っていた場
合、そのようなバッグを液体窒素中に浸漬すると、該バ
ッグの内部に液体窒素が浸入し、解凍時に該液体窒素の
気化によりバッグが破裂してしまう。また、浸入した液
体窒素が少量の場合、解凍時に該液体窒素の気化により
バッグが破裂することはなくても、液体窒素中の細菌に
よりバッグ内の血液成分等が汚染されてしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記事情に鑑み、本発
明は、熱溶着時に未溶着領域が形成されるおそれがな
く、さらに液体窒素中の−196℃という極低温下でも破
損せず、透明性があり、安価で、低分子量物質が溶出す
るおそれがなく、かつ容易に成形加工できる冷凍保存用
容器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々鋭意検討した結果、超高分子量ポリ
エチレンよりも融点が低く、超高分子量ポリエチレンと
相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層が内側になるよう
に互いに重ね合わせて熱溶着することにより形成された
容器は所期の目的を達成することを見出し、本発明に到
達した。

【０００９】すなわち、本発明は超高分子量ポリエチレ
ンからなる層と、該超高分子量ポリエチレンよりも融点
が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある
熱可塑性樹脂からなる層とを有する積層フィルムを、該
熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね
合わせて熱溶着することにより形成されたことを特徴と
する冷凍保存用容器である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の冷凍保存用容器を形成す
る積層フィルムの一層に用いられる超高分子量ポリエチ
レンは、低圧重合法により得られる重量平均分子量3,00
0,000以上、粘度平均分子量1,000,000以上のポリエチレ
ンである。また、前記超高分子量ポリエチレンの融点は
110〜180℃、好ましくは130〜160℃である。前記超高分
子量ポリエチレンは、エチレンとそれ以外のモノマーと
の共重合体であってもよく、その場合、前記エチレン以
外のモノマーとしては、プロピレン、ブテン−１、４−
メチルペンテン−１等のα−オレフィンの１種または２
種以上の組み合わせ等が挙げられる。

【００１１】本発明の積層フィルムの他の層に用いられ
る熱可塑性樹脂は、該超高分子量ポリエチレンよりも融
点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性のあ
る熱可塑性樹脂である。前記熱可塑性樹脂としては、容
器作製時のフィルムの熱溶着の安全性、容易性、能率等
の観点から、融点が75〜130℃であるものが用いられ、
具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エ
チレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレン共重
合体等のポリオレフィンや、熱可塑性エラストマー等が
用いられる。前記熱可塑性エラストマーとしては、ポリ
（エチレンブチレン）ポリスチレンブロック共重合体お
よびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物、スチレン
ブタジエンゴムの水素添加物およびポリエチレンを含ん
でなる樹脂混合物、およびスチレンブタジエンゴムの水
素添加物およびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物
等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂は、上記した樹脂の
中の１種からなるものであってもよいし、２種以上の組
み合わせからなるものであってもよい。なお、前記熱可
塑性樹脂の有する「超高分子量ポリエチレンと相溶性の
ある」という性質は、該熱可塑性樹脂と該超高分子量ポ
リエチレンが、融点以上の温度で分離や化学反応を起こ
さずに均質に混合できることを意味する。

【００１２】上記超高分子量ポリエチレンからなる層お
よび熱可塑性樹脂からなる層は、該熱可塑性樹脂からな
る層が表面層を形成するように、直接あるいは間接的に
積層されて積層フィルムを形成する。前記積層フィルム
の作製方法としては、Ｔダイ法などにより形成された単
層フィルムを重ね合わせて加熱溶着する方法や、単層フ
ィルムの片面に押出しコーティング法により他の樹脂を
溶融押出して積層する方法など、公知の方法が使用でき
る。また、インフレーション法により、平面状フィルム
に代えて筒状のフィルムを形成してもよい。

【００１３】前記積層フィルムを形成する超高分子量ポ
リエチレンからなる層の厚さは、25〜150μmであること
が好ましい。前記厚さが25μmよりも薄いと、前記積層
フィルムから形成された容器は、極低温下での強度が不
十分であるおそれがある。また前記厚さが150μmよりも
厚いと、前記積層フィルムから形成された容器は、急速
凍結および急速溶解が困難になる。前記超高分子量ポリ
エチレンは溶融粘度が非常に高いため、通常、原料粉末
を円筒状に圧縮成形し、鋭利な刃で切削してフィルムに
加工する切削加工によりフィルムに成形される。また、
前記前記積層フィルムを形成する熱可塑性樹脂からなる
層の厚さは、12〜200μmであることが好ましい。前記厚
さが12μmよりも薄いと、前記積層フィルムの熱溶着が
困難になり、また200μmよりも厚いと、前記積層フィル
ムから形成された容器は、急速凍結および急速溶解が困
難になる。前記超高分子量ポリエチレンからなる層およ
び熱可塑性樹脂からなる層は、その性質を損なわない範
囲で、パラフィン系油やナフテン系油などの石油系軟化
剤、フェノール系、リン系またはイオウ系の酸化防止剤
や、高級脂肪酸金属塩などの熱安定剤等、種々の安定剤
を含むものであってもよい。

【００１４】前記積層フィルム全体の厚さは、75〜300
μmであることが、容器への成形が容易であり好まし
い。前記積層フィルムは、前記熱可塑性樹脂からなる層
を表面層として前記超高分子量ポリエチレンからなる層
を積層したものであるが、該熱可塑性樹脂からなる層と
該超高分子量ポリエチレンからなる層の間には同じ樹脂
又は他の樹脂からなる層が形成されていてもよいし、前
記超高分子量ポリエチレンからなる層の該熱可塑性樹脂
からなる層とは反対側の表面に、同じ樹脂又は他の樹脂
からなる層を積層したものであってもよい。好ましく
は、該熱可塑性樹脂からなる層と該超高分子量ポリエチ
レンからなる層を直接積層した二層積層フィルムであ
る。また、容器を形成する際に内層同士のブロッキング
を防ぐために、前記熱可塑性樹脂からなる層の外側表面
にエンボス加工などを施して粗面化を行っても差し支え
ない。

【００１５】上記積層フィルムは、前記熱可塑性樹脂か
らなる層が内側になるように互いに重ね合わせて、その
周縁を熱溶着することにより、容器に加工される。熱溶
着としては、ヒートシール、超音波溶着、高周波溶着な
どが用いられる。前記容器は、例えば四角形や楕円形の
バッグであり、開口部には液の注入を容易にするための
注入口が熱溶着により取り付けられてもよい。本発明の
容器において、内層を形成する熱可塑性樹脂は外層を形
成する超高分子量ポリエチレンよりも低い融点を有して
いるため、熱溶着により容器を形成する場合、その溶着
温度は200℃以下で行うことができ、内層が超高分子量
ポリエチレンからなる積層フィルムに比べて低い温度で
の溶着が容易である。また、本発明で使用する上記熱可
塑性樹脂は、超高分子量ポリエチレンのように溶着界面
で分子鎖の拡散が妨げられないため、未溶着領域を形成
するおそれがない。

【００１６】本発明の冷凍保存用容器は、内部に赤血
球、血小板、血漿等の血液成分や、骨髄液等の体液、細
胞浮遊液等を収容し、必要に応じて凍結保存剤などの添
加剤が加えられ、液体窒素中等の極低温下でそれらを冷
凍保存して使用される。前記冷凍保存用容器は、超高分
子量ポリエチレンからなる層を有する積層フィルムによ
り形成されているため、液体窒素中の−196℃という極
低温下でも破損するおそれがない。

【００１７】以下、実施例により本発明の一例を具体的
に説明する。［実施例１］厚さ130μmの超高分子量ポリエチレンフィ
ルム（商品名：ニューライト、融点：約136℃、粘度平
均分子量：約550万、作新工業株式会社製）と、厚さ50
μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム（商品
名：エバフレックス、融点：約84℃、三井・デュポンポ
リケミカル株式会社製）を重ね合わせ、前記エチレン−
酢酸ビニル共重合体フィルムの外側にポリエチレンテレ
フタレート樹脂からなる耐熱性の離型シートを重ねた。
次いで、離型シート側を170℃に、超高分子量ポリエチ
レンフィルム側を90℃に加熱した一対の熱ローラーの間
を通過させて、前記超高分子量ポリエチレンフィルムと
エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムを熱溶着させた
後、前記離型シートを剥離して、超高分子量ポリエチレ
ンからなる層と、エチレン−酢酸ビニル共重合体からな
る層を積層した積層フィルムを得た。前記積層フィルム
について、厚生省告示第399号の塩化ビニル樹脂製血液
セット基準に記載されている溶出物試験を行ったとこ
ろ、合格であった。次いで、この積層フィルム（縦200m
m、横150mm）２枚を、エチレン−酢酸ビニル共重合体か
らなる層が内側になるように互いに重ね合わせ、開口部
として約20mmを残して、その四方の周縁を5mmの幅で150
℃で2.5秒間ヒートシールして四角形のバッグを作製
し、該バッグの開口部から、その内部に5％ジメチルス
ルフォキシドを含む生理食塩水100mlを注入し、該バッ
グ内の空気を追い出した状態で前記開口部を同様にヒー
トシールして該バッグを密封した。得られた内容液入り
バッグをステンレス製の保護体に収容した状態で−80℃
の電気冷蔵庫で4時間、および−196℃の液体窒素中で１
ヶ月間冷凍保存した後、40℃の温水で急速に融解し、そ
の外観を観察したところ、バッグの破裂やヒートシール
部分の剥離等は見られず、またバッグ内に気泡は確認さ
れなかった。

【００１８】［実施例２］厚さ50μmのエチレン−酢酸
ビニル共重合体フィルムに代えて、厚さ100μmの熱可塑
性エラストマーフィルム（商品名：ＭＫレジン、大日本
プラスチックス株式会社製）を用いた以外は、実施例１
と同様の方法により、超高分子量ポリエチレンからなる
層と、熱可塑性エラストマーからなる層を積層した積層
フィルムを得た。前記積層フィルムについて、厚生省告
示第399号の塩化ビニル樹脂製血液セット基準に記載さ
れている溶出物試験を行ったところ、合格であった。該
積層フィルム２枚を熱可塑性エラストマーからなる層が
内側になるように互いに重ね合わせ、ヒートシールの条
件を150℃で7秒間に変更した以外は、実施例１と同様の
方法でバッグを作製し、実施例１と同様の実験を行った
ところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は見
られず、またバッグ内に気泡は確認されなかった。

【００１９】［実施例３］厚さ130μmの超高分子量ポリ
エチレンのフィルム（商品名：ニューライト、融点：約
136℃、粘度平均分子量：約550万、作新工業株式会社
製）の片面に、直鎖状低密度ポリエチレン（商品名：モ
アテック、融点：約123℃、出光石油化学株式会社製）
を溶融押出しして厚さ130μmに積層し、超高分子量ポリ
エチレンからなる層と、直鎖状低密度ポリエチレンから
なる層を積層した積層フィルムを得た。前記積層フィル
ムは厚生省告示第399号の塩化ビニル樹脂製血液セット
基準に記載されている溶出物試験に合格した。前記積層
フィルム２枚を直鎖状低密度ポリエチレンからなる層が
内側になるように互いに重ね合わせて、ヒートシールの
条件を160℃で3秒間に変更した以外は、実施例１と同様
の方法でバッグを作製し、実施例１と同様の実験を行っ
たところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は
見られず、またバッグ内に気泡は確認されなかった。

【００２０】［比較例１］実施例３で得られた積層フィ
ルムと同様のフィルム２枚を、実施例３とは逆に超高分
子量ポリエチレンからなる層が内側になるように互いに
重ね合わせて、ヒートシールの条件を240℃で7秒間に変
更した以外は、実施例１と同様の方法でバッグを作製
し、実施例１と同様の実験を行ったところ、バッグの破
裂やヒートシール部分の剥離等は見られなかったが、バ
ッグ内に0.6〜1.2mlの窒素の浸入が確認された。

【００２１】

【発明の効果】本発明の冷凍保存用容器は、前記熱可塑
性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせ
ることにより、これを熱溶着する温度が低く設定できる
ため、成形加工が容易であり、熱溶着時に未溶着領域が
形成されるおそれがない。また、前記容器を形成する積
層フィルムの一層に超高分子量ポリエチレンを使用して
いるため、−196℃という極低温下でも破損しない。さ
らに、超高分子量ポリエチレンからなる層と、該超高分
子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量
ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層と
を有する積層フィルムを用いているため、該積層フィル
ムより作製されるバッグは透明性があり、該バッグは安
価で作製でき、さらにフィルムを積層する際に接着剤を
必要としないため、低分子量物質が溶出するおそれがな
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00 22:00 Ｆターム(参考） 4F100 AK01B AK04A AK06B AK07B AK08B AK12B AK62B AK68B AK70B AK71B AL02B AL05B AN02B BA10A EC03 GB16 JA08A JB16B JK01 JL01 JN01 4F211 AA03 AA06 AA07 AA10 AA11 AA13 AA21 AA22 AA45 AC03 AD08 AD20 AG03 AH55 AH56 AH58 TA01 TC02 TD11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超高分子量ポリエチレンからなる層と、
該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超
高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂から
なる層とを有する積層フィルムを、該熱可塑性樹脂から
なる層が内側になるように互いに重ね合わせて熱溶着す
ることにより形成されたことを特徴とする冷凍保存用容
器。
【請求項２】前記積層フィルムは、超高分子量ポリエ
チレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレ
ンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる最内層と、超高
分子量ポリエチレンからなる最外層より形成される多層
積層フィルムである、請求項１記載の冷凍保存用容器。
【請求項３】前記積層フィルムは、超高分子量ポリエ
チレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレ
ンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる内層と、超高分
子量ポリエチレンからなる外層より形成される二層積層
フィルムである、請求項１または２記載の冷凍保存用容
器。
【請求項４】前記積層フィルムは、超高分子量ポリエ
チレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレ
ンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる内層、超高分子
量ポリエチレンからなる中間層および超高分子量ポリエ
チレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレ
ンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる外層より形成さ
れる三層積層フィルムである、請求項１記載の冷凍保存
用容器。
【請求項５】超高分子量ポリエチレンよりも融点が低
く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある前記
熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチ
レン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メ
タクリル酸エステル共重合体およびエチレン−プロピレ
ン共重合体からなる群から選ばれる１種又はそれ以上の
樹脂である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍保存
用容器。
【請求項６】超高分子量ポリエチレンよりも融点が低
く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある前記
熱可塑性樹脂は、ポリ（エチレンブチレン）ポリスチレ
ンブロック共重合体およびポリプロピレンを含んでなる
樹脂混合物、スチレンブタジエンゴムの水素添加物およ
びポリエチレンを含んでなる樹脂混合物、およびスチレ
ンブタジエンゴムの水素添加物およびポリプロピレンを
含んでなる樹脂混合物からなる群から選ばれる１種また
はそれ以上の樹脂混合物である、請求項１〜５記載の冷
凍保存用容器。