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レーザとは

レーザは人工的に作られた特殊な光で、自然光とは全く性質が異なります。
ほとんど広がることなくまっすぐに進む「指向性」と「単色性」のため、パワーが集中し、高密度になります。
中には一瞬で金属を溶かしてしまう程のパワーになることもあります。

そのため、レーザ作業従事者がこれらの特徴を知りながらも予防対策を怠ると、災害が発生するリスクが高くなります。特に、眼に対する影響は低出力でも大きく、波長によっては水晶体の集光作用により、網膜が予想以上のダメージを受けたり、視力が低下するほど、永続的な機能障害が残ることも大きな問題となっています。

レーザ光の特長と眼への危険性

①レーザ光と一般光源(電球・蛍光灯など)の違い

指向性に優れる
⽩⾊電球やランプなどの一般光源はあらゆる⽅向に拡散しますが、レーザ光は拡散せず直線的に発振します。このことを指向性が良いといいます。
そのため、同じ1ワットの光であっても、レーザ光は⼀般光源に⽐べて、はるかに⾼いパワーで対象物に到達します。
単色性に優れる
⼀般光源にはさまざまな光(波⻑)が混じっており、眼に⼊った場合でも各波⻑の⽔晶体での屈折率が異なるため、焦点は一点では結ばれません。
レーザ光は単⼀波⻑のため、エネルギー密度が⾮常に⾼いです。
そのため、レーザ光が眼にあたると、そのパワーが⽔晶体で集光され、網膜の⼀点にさらに⾼密度のエネルギーが到達するため、⾮常に危険なのです。

②レーザ光の眼への影響

レーザ光には、⼈が⾒ることができる「可視光レーザ」と、⼈が⾒ることができない「不可視光レーザ」があります。レーザ溶接、溶断、マーカなどの加⼯機に採⽤されているレーザには、炭酸ガスレーザ(以下CO₂)やヤグレーザ(以下YAG)などの不可視光レーザが多く、さらにハイパワーで危険なレーザもあります。また、レーザの波⻑によって眼の損傷部位が異なり、 CO₂レーザは⾓膜、YAGレーザは網膜が主に損傷します。眼は回復機能が低いため、損傷した場合、永続的な視⼒障害に陥ってしまいます。

CIEは、Commission International de Eniuminure(国際照明委員会)の略
図:過度のレーザ光線にさらされた場合の眼に対する影響

人体からの保護対象になるレーザは、波長180nmから1mmまでの範囲に規定(JIS C 6802)されていますが、 眼は上図で示すように光の波長域により損傷の部位が異なります。

紫外線域(400nm以下)では大部分が角膜の表面で吸収され、一部透過した部分が水晶体で吸収されます。
高出力の紫外線レーザが暴露されると光化学作用により組織が損傷され、短期的に角膜の炎症(火傷)が起こり、長期の暴露では光化学作用により白内障になる場合もあるといわれています。

可視光域(400-700nm)については、すぐに眩しさを感じ瞬きによる防御反応を示します。但し、これには時間的な限界があり、危険を感じて防御反応に出る約0.25秒の間には眼にレーザが入ってしまいます。ここで、この時間内に眼に入ってもほぼ安全と思われるレーザは、おおむね1mw以下の出力が目安になります。これ以上の出力では熱作用と集光により網膜が局部的に損傷を受け、永久的な損傷を与えるといわれています。

近赤外線域(700-1400nm)では可視光域同様に網膜までレーザが達します。 特に注意すべき点は非可視域である為、損害を受けるまで気がつかず、眼にとって非常に危険な波長域といわれています。

レーザの後遺症とは
レーザによる事故は近赤外線域のものが多くなっています。
可視光域・近赤外線域のレーザが眼にあたると、網膜が損傷します。その部分の視力は回復しないため、「見えなくなる」ということが、大きな問題です。

レーザ光の安全対策について

必ずレーザ機器の「レーザクラス」を確認する
レーザ機器を安全に使⽤するため、ご使⽤になる機器には必ず
「レーザクラス(JIS(⽇本⼯業規格)C6802「レーザ製品の安全基準」による)」が表⽰されています。
レーザ加工機に採⽤されているレーザは、そのほとんどが「クラス4」と呼ばれる最も危険なレーザです。
厚⽣労働省通達「レーザ光線による障害の防⽌対策について」では、レーザを⽤いた作業における安全予防対策の具体的内容を、レーザ機器のクラスレベル別に定めています。

安全対策の基本的な考え方

Step.1 レーザ機器の仕様確認

レーザ保護具は、ご使用になられるレーザ機器のレーザ波長(nm または μm)と出力(mw、w、kw)出力方式(連続、パルス)のそれぞれの条件に対応した保護具でなければ、レーザ光からの保護を果たす事ができません。例えばYAGレーザ用保護具とCO2レーザ用保護具とは、レーザ保護具の対応タイプが異なります。また同じレーザ波長用保護具でもレーザ出力が大きく異なると、対応できない場合があります。

確認事項
  • 1.レーザ波長 (nmまたはμm)
  • 2.レーザ出力 (mwもしくはw、kw)
  • 3.レーザ出力方式 (連続発振もしくはパルス mw、w、J秒)
レーザ加工機の代表的なレーザ

Step.2 レーザ光を直接見ない方法を考案する

レーザ光の危険性を正しく理解せず、保護対策をしないで安易に加工部を覗き込む行為は大変危険です。
特にレーザ加工機に採用されているレーザ波長の多くは、不可視光レーザで人間の眼が感じる事が出来ない大変危険なレーザ波長です。
加工部の散乱光なども眼に損傷を及ぼすことがある事を十分に理解しましょう。

Step.3 保護具を選定する

【レーザ管理区域用保護具】環境を整備する
レーザ加工部が見える(露出している)場合には、レーザ波長に対応した、レーザシールドウィンドウで加工部を覆う事が理想的です。また大型装置など加工部を覆うことが不可能な場合には、レーザセフティフェンスで管理区域を設定し、その中に入らない対策が必要です。どうしても管理区域内を見る必要がある場合は、レーザシールドウィンドウやレーザシールドカーテンを設置し、管理区域外にレーザを漏らさない処置が必要です。
【作業用保護具】働くひとを護る
どうしても加工部を見る必要がある場合には、レーザ波長に対応したレーザ保護めがねを必ず装着する必要があります。
レーザ保護めがねには、ゴーグルタイプ、オーバーグラスタイプ、2眼タイプや、レーザが高出力の場合はハイパワータイプ等がございます。

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