LEDから紫外線が出る!?LEDの種類と体への影響

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青色発光ダイオードが2014年のノーベル物理学賞に輝いたことをきっかけに、ledの認知度は一気に高まりました。
当初は、照明器具への利用がメインでしたが、スマートフォンのバックライトからテーマパークのイルミネーションにいたるまで、幅広いジャンルで活用が進み、いまや現代社会になくてはならないものとなっています。

ところが、そんなledにも問題があることがわかってきました。なかでも、ジェルネイルのledライトに、紫外線を出すものがあるという情報は気になるところです。

ここでは、ledを利用するうえで知っておきたいことについてまとめています。

紫外線の人体への影響

紫外線を気にして、腕カバーや日傘を愛用する女性は少なくありません。ところが、身近なledが紫外線を出すと聞けば不安になるものです。そもそも、紫外線とはどのようなものなのでしょうか。

紫外線とは、波長400nm(ナノメートル)~10nmの電磁波で、目には見えない不可視光線の一つです。可視光線よりも短く、軟X線よりも長い波長を持ち、強い化学反応を引き起こすことで知られています。

人間にとって紫外線は、「害になるだけのもの」ではありません。

人体がビタミンDを合成するのに不可欠であり、血行と新陳代謝の促進や皮膚抵抗力アップに役立つといわれています。しかし、波長の短い紫外線は人体に大きなダメージをもたらします。

そのため、適度な量の紫外線を浴びることが重要になってきます。通常、日陰で30分程度過ごすだけで充分ですが、妊娠中や授乳中の人は、子どもの分もビタミンDを確保する必要があるため、この1.5倍ほどの量が目安となります。

紫外線は、波長の違いによって、極紫外線(121nm~10nm/extremeUV)、真空紫外線(200nm~10nm/farUV)、近紫外線(380nm~200nm/nearUV)の3つに分けられます。さらに、健康や環境への影響という観点から、近紫外線を、UVA(400nm~315nm)、UVB(315nm~280nm)、UVC(280nm未満)の3つに分類しています。地上に届く紫外線の99%はUVAで、UVC以下の波長が短い紫外線は通常大気を通過できません。

紫外線は、波長が短いほど人体への影響が深刻ですが、波長が長いほど体の奥まで届くという特徴があります。人間の生活にかかわりの強いUVAとUVBのうち、波長の短めなUVBは皮膚の表皮層にのみ作用し、いわゆる日焼けを引き起こします。これは、有害な紫外線が人体の内部に届かないようにするための防御反応です。

また、UVBは皮膚細胞の核内にあるDNAを傷つけます。DNAは傷ついた部分を切り取って正常な状態に復元する機能を持ちますが、度重なるダメージを受けると、復元作業にミスが生じる確率が上がります。復元ミスは突然変異を引き起こし、ガンの原因になるとされています。

一方、波長の長いUVAは皮膚の真皮層にまで到達し、皮膚にハリを与えるコラーゲン繊維や弾性繊維(エラスチン)にダメージを与えます。この結果、皮膚は徐々にハリを失い、老化が促進されるのです。

紫外線は、皮膚だけでなく目にも悪影響をおよぼします。紫外線角膜炎や翼状片、白内障などは、紫外線とのかかわりが指摘されている病変です。

LEDのしくみ

led(light emitting diode)と聞くと、消費電力が少なく寿命が長いライトというイメージを持つ人も多いことでしょう。ledとは半導体の一種であり、電気を流すことで発光するしくみを持っています。

赤色と緑色のダイオードは20世紀後半に開発されていましたが、青色発光ダイオードの実現により光の3原色が完成し、白い光が作れるようになりました。

ledでは、プラスとマイナスの電流が、ledチップのなかで衝突したときに生まれるエネルギーによって発光します。ledで使われるのは、正孔(電子が不足した状態)を帯びたP型半導体(プラスに帯電)と、電子を帯びたN型半導体(マイナスに帯電)を組み合わせたPN接合の半導体です。ここに電流を流すと正孔と電子が結合し、余ったエネルギーが光となって放出されます。このようにledでは、電気を直接光に変えるので効率がよく、消費電力が少なくてすみます。

ledでは、波長の長い赤から波長の短い青や紫まで、幅広い色を表現できます。これを実現しているのが、ledチップに含まれる化合物の違いです。アルミニウムやガリウム、ゲルマニウムなどの化合物を組み合わせることで、多様な光の色が作れます。作れるのは可視光線ばかりではありません。

紫外線にあたる波長の光を作ることも可能であり、これを紫外線ledと呼んでいます。紫外線ledは、殺菌消毒や紙幣識別用の光源、樹脂硬化用の光源などに活用されています。

LEDの種類

ledは、形状や発光のしくみなどによって分類することが可能です。なかでも、美容や健康の観点から気になるのが、紫外線が出ているかどうかの分類ではないでしょうか。ledが白を表現するときに利用する方法には3つの種類がありますが、そのうちの一つが紫外線を発生させます。詳しく見ていきましょう。

ledが白を作る方法のなかで最もポピュラーなのが、黄色蛍光体と青色ledを組み合わせるシングルチップ方式です。青色チップに黄色の蛍光体を被せる方法で、赤が不足しがちだというデメリットはありますが、簡単に安く使えるのが魅力です。

一方、赤・青・緑のledを組み合わせるマルチチップ方式で白を作ると、見た目は白く見えるものの、存在しない波長域があるため不自然に感じやすくなります。

また、近紫外線のledを使い、赤・青・緑の蛍光体を使うシングルチップ方式では、非常に美しい白が実現できるため、正確な色調を確認するときなどに利用されています。この方法では近紫外線のledを使うため、当然ながら紫外線を出します。

しかし、市場に出回っているledのほとんどが、青色ledを使うシングルチップ方式なので、生活用品のledで紫外線を浴びることはまずありません。

ジェルネイルのLEDライトは大丈夫?

ジェルネイルをサロンではなく、セルフで行う人が増えています。ジェルを硬化させるためのUVライトやledライトが出回っていますが、そのライトを使っているうちに、手がシワシワになったという被害が出ています。ジェルネイル用のUVライトやledライトは、安全なのでしょうか。

ジェルネイルに使うジェルは、特定の波長の電磁波で固まる性質を持っており、種類によって対応する波長が違います。

UVライトとledライトのどちらか片方でしか固まらないジェルが一般的ですが、どちらのライトでも固まるものも出ています。そのため、使っているジェルによって、ライトを選び分けなければなりません。
ただし、セルフ用のジェルネイルキットには、専用のライトがセットになっているものも多いので、こうしたセットを選ぶのも一つの方法です。

市販のUVライトは、波長が400nm~350nm程度の製品が多くなっています。
一方、ledライトの波長は、通常415nm~385nm程度であり、400nm以下の波長なら紫外線ledということになります。400nm~315nmの波長はUVAに該当します。

つまり、UVライトと400nm以下のledライトを使っていると、UVAが皮膚の真皮層まで到達してコラーゲン繊維や弾性繊維にダメージを与え、肌のハリに悪影響が出るおそれがあるのです。
そのため、ジェルネイルのledライトは、405nmほどで硬化するものが主流になってきています。すでにジェルネイルのledライトを持っている人は、そのライトの波長がどのくらいなのかチェックしておく必要があるでしょう。

LEDと賢く付き合おう!

ジェルネイルはいまや女性のおしゃれに欠かせないものになっており、セルフで楽しむ人も少なくありません。ところが、専用ライトの波長によっては、思わぬトラブルに巻き込まれるおそれがあります。

しかし、ledを正しく知っていれば、トラブルを防ぐことも可能です。ledをむやみにおそれるのではなく、賢く付き合うことが大切なのです。

参考サイト(外部)
【環境省】紫外線による健康影響

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