JP2004217727A - 眼精疲労防止用塗料組成物および眼精疲労防止用塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイの画面等から発生する紫外線をカットするだけでなく、可視光領域の光線も眼にやさしくなるように、ある程度低減し、かつ安価で、画面等の眼精疲労の原因となる部位に容易に直接塗布できるような眼精疲労防止用塗布膜形成用組成物、眼精疲労防止用塗料を提供する。
【解決手段】眼精疲労防止用塗料は、紫外線遮蔽能を有する塗料に、着色剤を配合した眼精疲労防止用塗料であって、この塗料を塗布して得られた膜厚の０．５μｍ〜３μｍに対して、可視光線の透過率が５０％〜９０％になるように着色調整したことを特徴としており、眼精疲労防止用塗料組成物は、紫外線吸収剤とこの紫外線吸収剤と相溶する樹脂と炭酸エチレンと着色剤とを配合したことを特徴としている。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体や環境にやさしく、眼精疲労防止に効果を発揮する眼精疲労防止用塗料組成物および眼精疲労防止用塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビやパソコン等の普及により、職場だけではなく一般家庭においても、また年齢に関係なく幼児から老人にいたるまで、長時間テレビやパソコンの画面を見ることが多くなり、その画面から出てくる紫外線や有害光線の刺激を長時間受けるため、眼の疲れや頭痛等を訴える、いわゆる眼精疲労にかかる人が急増している。
【０００３】
そこで、従来、テレビのブラウン管やパソコンのディスプレイ等の画面から出てくる紫外線やちらつきを防止し、眼の疲れを防ぐ方法が提案され、各種器材が販売されている。例えば、紫外線吸収剤を練りこんだメタアクリル樹脂からなる板や、特殊なプラスチック板に汚れ防止層、反射防止セラミック層、透明金属膜層を設けたもの、アクリル樹脂板の表面をエッチングしてノングレア加工を施し、ディスプレイ側に透明金属膜とセラミック層を設けたもの等が販売されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０８３８８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、いずれの方法を用いたとしも、特殊な治具で上記板状のものを画面の前に取り付ける必要があるばかりでなく、これら板状のものが画面と人間の間に介在すること自体に違和感を抱く人が多くあり、さらに特殊な治具や遮蔽板等の器材は高価であるという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、ディスプレイの画面等から発生する紫外線をカットするだけでなく、眼にやさしくなるように、可視光領域の光線もある程度低減し、かつ安価で、画面等の眼精疲労の原因となる部位に容易に直接塗布できるような眼精疲労防止用塗料組成物および眼精疲労防止用塗料を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、紫外線遮蔽能を有する塗料に、着色剤を配合した眼精疲労防止用塗料であって、この塗料を塗布して得られた膜厚の０．５μｍ〜３μｍに対して、可視光線の透過率が５０％〜９０％になるように着色調整したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、塗料が水性塗料であることを特徴とする請求項１記載の眼精疲労防止用塗料である。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、紫外線吸収剤とこの紫外線吸収剤と相溶する樹脂と炭酸エチレンと着色剤とを配合したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料組成物である。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、眼精疲労防止用塗料組成物には、水と相溶する有機系溶剤のうちの一種が配合されていることを特徴とする請求項３記載の眼精疲労防止用塗料組成物である。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、紫外線遮蔽能を有する水性塗料に、炭酸エチレンと着色剤とを配合したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料である。
【００１２】
また、請求項６記載の発明は、前記着色剤の配合は、眼精疲労防止用塗料を塗布して得られた膜厚の０．５μｍ〜３μｍに対して、可視光線の透過率が５０％〜９０％になるように着色調整したことを特徴とする請求項５記載の眼精疲労防止用塗料である。
【００１３】
また、請求項７記載の発明は、眼精疲労防止用塗料には、水と相溶する有機系溶剤のうちの一種が配合されていることを特徴とする請求項５ないし６のいずれか１項に記載の眼精疲労防止用塗料である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、塗料のレベリング性改善のための炭酸エチレンの配合について説明する。通常の水性塗料は主溶剤ないし分散剤に水を使用しているが、水は通常の有機溶剤に比して表面張力が大きいために、水性塗料を塗布した際の液の流動性、拡がり性等のいわゆるレべリング性が劣るという欠点を有している。
【００１５】
近年、日曜大工ということで、一般消費者が塗料を購入し、自分で塗料を塗布することが行われているが、例えば、水性塗料をガラス板等に刷毛塗りした際には、塗布液のレベリング性が悪いために、塗布厚のムラが生じる。特に着色した水性塗料を塗布した場合には、塗布厚のムラが色ムラとなって反映されるために、商品価値が大幅に低下する。
【００１６】
また、着色した水性塗料を刷毛塗りする際に、一部重ね塗りすると、重ね塗りの端部の塗布液が刷毛で削り取られる結果、その部分の塗布液の量が少なくなってなって、塗布厚が薄くなるが、従来の水性塗料では、塗布量の少ない部分へ周囲の塗布液が拡がって、塗布厚を平準化することができず、そのまま乾燥すると、塗布液の少ない部分が色の薄い筋状の模様として残るという問題が生じる。この問題点を解決するために、炭酸エチレンを水性塗料に配合したもの、さらには、炭酸エチレンおよび水と相溶する有機系溶剤のうちの少なくとも一種とを水性塗料に配合するようにした組成物を用いることにする。炭酸エチレンは消防法や労働安全衛生法の取り締まりの対象とはなっていない物質であり、低引火性で人体や環境にやさしいことを利点とする物質で、水性塗料に配合できる優れた化学物質である。また、水性塗料に炭酸エチレンを加えることで、従来のように有機溶剤を大量に添加する必要がなくなり、水性塗料の低引火性、環境や人体にやさしいという利点が生じる。
【００１７】
特願２００１−２１３９８０号において指摘しているが、具体的に炭酸エチレンと共に配合される水と相溶する有機溶剤としては、引火性の強い溶剤、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン等は望ましくはなく、比較的高沸点溶剤であるエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリコール、イソプレングリコール、３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、３−ブトキシ−１−ブタノール、３，５−メチル−１，５−ペンタンジオール、グリセリン、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が好ましい有機溶剤の例として挙げることができる。
これらの有機溶剤の選定に際しては、水性塗料に使用されている樹脂の種類や水性塗料の組成を考慮する必要がある。これら有機溶剤を配合することによって、水性塗料のエマルジョンが破壊されたり、水性塗料から樹脂等の配合成分が分離するものは使用すべきでない。
【００１８】
炭酸エチレンの配合量に関しては、水性塗料の種類と組成、すなわち樹脂の種類とその配合量、水の配合量、少量ではあるが配合されていることのある有機溶剤の種類と量、その他添加配合されている物質の種類と量によって、炭酸エチレンの配合量を最適化する必要があるが、通常は炭酸エチレンおよび水と相溶する有機溶剤を配合後の水性塗料１００重量部中に炭酸エチレンを０．５ないし１５重量部程度配合させるようにするが、配合量をできるだけ抑えるという意味で１ないし１０重量部程度になるように配合するのが望ましい。
【００１９】
また、水性塗料中の全有機溶剤と炭酸エチレンの割合に関しては、上記のように水性塗料の種類と組成によって最適化する必要があるが、通常は全有機溶剤量と炭酸エチレン量の重量比が２０以下になるように抑えるのが望ましく、特に全有機溶剤量を可能な限り少なくなるように全有機溶剤量と炭酸エチレン量の割合を決定するのが望ましい。
【００２０】
炭酸エチレンの配合方法に関しては、特に限定されるものではなく、水性塗料に直接固体状の炭酸エチレンを添加し、均一な塗料系になるまで攪拌する方法も可能であるが、通常は、まず高樹脂分（高固形分）濃度の水性塗料を調整し、これに所定量の炭酸エチレンを溶解した水溶液、あるいは炭酸エチレンを水と有機溶剤の混合液に溶解した溶液を加えて攪拌し、均一な水性塗料エマルジョンや溶液にするのが望ましい。
【００２１】
次に、テレビやディスプレイの画面等から発生してくる紫外線以外の可視光線、例えば５００ｎｍや６００ｎｍといった光線の透過率を低減させる手段として、水性紫外線遮蔽塗料に顔料等を配合して着色する。色相としては、緑、青、紫から淡黒色にかけての色相が眼にやさしく感じ、特に淡青緑色から淡黒青色にかけての色相が良好であるとの実験結果を得た。
【００２２】
そして、ディスプレイ等の画面の色相を著しく変化させないためには、光の波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍにかけての、いわゆる可視光領域の光線透過率を５０％以上にする必要があり、着色による光線透過率の低下を考慮すると、光線透過率の範囲が５０％〜９０％になるように、さらに望ましくは６０％〜８５％になるように着色剤の配合量、膜厚を設定するのが望ましい。
ディスプレイの画面表面に上記水性塗料を刷毛等で塗ることを考えると、その膜厚は０．５μｍ〜３μｍ程度になると考えられるので、膜厚は０．５μｍ〜３μｍ程度の範囲で上記の光線透過率になるように、着色剤を配合するのが良い。
【００２３】
次に水性塗料の組成について具体的に説明する。
塗料を調整する際のベースとなる樹脂としては、市販されている各種樹脂を使用することができるが、通常はアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂が使用され、その中から膜の透明性、紫外線吸収剤等との相溶性、ガラス等の塗布対象物との密着性等を考慮して選定される。また、水性塗料に配合する紫外線吸収剤についても、ベンゾトリアゾール系、トリアジシン系、ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系等の市販されているものを使用することができ、この際には使用するベース樹脂とよく相溶するものを選定し、その配合量に関しては、目標とする紫外線カット性能に応じて決定される。
【００２４】
着色剤としては、通常の顔料、染料等を使用することができるが、この際にも水性紫外線遮蔽塗料との相溶性、均一混合性、さらには塗布膜にした際に著しく透明性を損なわないものを選ぶ必要がある。その配合量については、塗布膜を形成した際の膜厚も考慮して、可視光領域の４００ｎｍ〜７００ｎｍにかけての光線透過率が５０％未満にならないように留意して決定する。
また、塗布膜の膜厚は、通常は０．５μｍ〜３μｍ程度であるが、この際にも可視光領域の４００ｎｍ〜７００ｎｍにかけての光線透過率が５０％未満にならないようにする。
【００２５】
塗料のレベリング性を改良するために配合される炭酸エチレンや炭酸エチレンと共に配合される水と相溶する有機溶剤の組成については上述したとおりである。
【００２６】
（眼精疲労防止用塗料作製例１）
通常の方法（常温にて混合攪拌する）により、水性アクリル樹脂エマルジョン（樹脂固形分濃度約４８％）１７．３部、乳化剤０．２部、水２３部、紫外線吸収剤７部、エチレングリコールモノブチルエーテル（以下ブチルセロソルブと略称）２．５部を配合して水性アクリル系紫外線遮蔽塗料の元液を作製した。
上記元液５０部に、炭酸エチレン４部をブチルセロソルブ４部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン３部、水３９部に溶解した液を加えて、全固形分（樹脂成分および紫外線吸収剤成分等）濃度が約１５％になるように希釈した液を作製した。そして、さらにこれにシランカップリング剤１部と水溶性ポリシロキサン１部を加えて、ガラスに対する密着性とレベリング性に優れた水性アクリル系紫外線遮蔽塗料を作製した。
次に、この塗料に水性黒色顔料３部、青色顔料分散液０．４部、黄色顔料分散液０．８部を配合して着色し、眼精疲労防止用塗料が完成した。
この液を透明なガラス板に塗布するとレベリング性に優れたダークグリーン系の塗膜が得られた。
【００２７】
（眼精疲労防止用塗料作製例２）
通常の方法により、水性ウレタン樹脂（樹脂固形分濃度約３２％）３３部、乳化剤０．２部、水１０部、紫外線吸収剤４．６部、ブチルセロソルブ２．２部からなる水性ウレタン系紫外線遮蔽塗料の元液を作製した。
上記元液５０部に炭酸エチレン５部をブチルセロソルブ７．８部、水３７．２部に溶解した液を加えて、全固形分（樹脂成分および紫外線吸収剤成分等）濃度が約１５％になるように希釈した液を作製した。さらにこれにシランカップリング剤０．５部と水溶性ポリシロキサン１部を加えてガラスに対する密着性とレベリング性に優れた水性ウレタン系紫外線遮蔽塗料を作製した。
最後に、この塗料に水性黒色顔料３部、青色顔料分散液０．６部、黄色顔料分散液０．８部を配合して着色し、眼精疲労防止用塗料が完成した。この液を透明なガラス板に塗布するとレベリング性に優れたブルーがかったダークグリーンの塗膜が得られた。
【００２８】
（ディスプレイ表面への塗布方法）
幅７５ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ１ｍｍのプラスチック板の先端部（幅７５ｍｍの部分）を被うようにスポンジを貼り付け、その上を不織布で被った刷毛を作製した。次に、塗布する際にディスプレイの周辺部が汚れるのを防止するために、ディスプレイの周辺四辺にテープを貼り付けた。
刷毛の不織布の部分にピペットを用いて、塗料液を適量含浸させ、これをディスプレイの表面に当てて、上から下へ一気に塗布し、さらに塗布部の端が一部重なるように同様に塗布する方法で、ディスプレイの全面を塗布し、そのまま静かに放置して乾燥させた。タック性がなく乾燥した後にテープを剥ぎ取って、眼精疲労防止用塗布膜の作製を終了した。
【００２９】
上記眼精疲労防止用塗料には、必要に応じて、ガラス等塗布対象物との密着性を向上させる目的でシランカップリング剤を配合することができる。
また、さらなるレベリング性向上や塗膜表面の滑り性向上を目的に、水と相溶するフッ素系化合物、シリコーン系化合物等を配合することができる。
本発明の眼精疲労防止用塗布膜は樹脂成分から成っているために、塗布膜表面が傷つきやすいという場合があるが、その際には、塗布膜が十分に乾燥した後、表面に軽くワックス（自動車のボディ等に使用するワックス等）がけを行って、塗布膜表面の滑り性を著しく向上させることにより、傷をつきにくくすることができる。
【００３０】
（ディスプレイ表面からの発光測定）
分光測定機を用いて、眼精疲労防止用塗布膜形成前のディスプレイから発している光を測定し、上記の方法でディスプレイ表面に眼精疲労防止用塗布膜を形成後に、ディスプレイから発している光を測定して、各測定結果を比較したのが図１である。図１のグラフで実線は眼精疲労防止用塗布膜形成前のディスプレイから発している光のスペクトラムを示しており、破線は眼精疲労防止用塗布膜形成後にディスプレイから発している光のスペクトラムを示している。
横軸は、波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は強度を表す。縦軸の数字を１００倍すれば、その値が％の数値となる。
この図１よりわかるように、眼精疲労防止用塗料塗布前のディスプレイから発している光の方が、塗布後よりも光が強く放射されているのがわかり、眼精疲労防止用塗布膜により可視光が低減されている。
【００３１】
（眼精疲労低減効果の検証）
男女の何人かに、パソコンを用いて同一文書入力を行ってもらい、同一被検者で眼精疲労防止用塗料をディスプレイの表面に塗布していない場合と、塗布した場合について各々パソコンの文書入力作業を終わった後の眼の疲労度を測定した。
検査は、他覚的屈折値、近見視力、自覚的調節幅、中心フリッカー等の項目について行った。
他覚的屈折値とは、毛様体筋の疲れをあらわし、水晶体が変化することによって値が変化する。近見視力とは、３０ｃｍ程度の近さを見ることができる視力のことである。自覚的調節幅とは、遠くが見える距離と近くが見える距離との差をあらわし、老眼の人はその差の幅が狭い。中心フリッカーとは、空間識別力のことで、視神経の疲労をあらわし、疲労が増すと、蛍光灯のチカチカを感じるのが低下する。
以上の、他覚的屈折値、近見視力、自覚的調節幅、中心フリッカー等の項目について検査したところ、眼精疲労防止用塗料をディスプレイの表面に塗布していない場合に作業を行った後の方が、いずれの機能も低下していることが確認できた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の組成物や、塗料をディスプレイ表面等に用いれば、紫外線をカットし、可視光線を緩和して、明るすぎる画面を抑えることで、文字や図形の解像度を高め、画面のかすみやちらつきを減少させることができ、眼精疲労を防止することができる。
また、炭酸エチレンを配合することで、レベリング性が改良され、ディスプレイ等の表面に簡単に刷毛等で直接塗布することができる。
さらに、ディスプレイ表面に薄膜が形成されることで、ディスプレイ自身に傷がつくことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組成物や塗料を用いて眼精疲労防止用塗布膜形成前のディスプレイから放射されてくる光のスペクトラムと塗布膜形成後のディスプレイから放射されてくる光とのスペクトラムとを比較した図である。

Claims (7)

1. 紫外線遮蔽能を有する塗料に、着色剤を配合した眼精疲労防止用塗料であって、この塗料を塗布して得られた膜厚の０．５μｍ〜３μｍに対して、可視光線の透過率が５０％〜９０％になるように着色調整したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料。
2. 塗料が水性塗料であることを特徴とする請求項１記載の眼精疲労防止用塗料。
3. 紫外線吸収剤とこの紫外線吸収剤と相溶する樹脂と炭酸エチレンと着色剤とを配合したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料組成物。
4. 眼精疲労防止用塗料組成物には、水と相溶する有機系溶剤のうちの一種が配合されていることを特徴とする請求項３記載の眼精疲労防止用塗料組成物。
5. 紫外線遮蔽能を有する水性塗料に、炭酸エチレンと着色剤とを配合したことを特徴とする眼精疲労防止用塗料。
6. 前記着色剤の配合は、眼精疲労防止用塗料を塗布して得られた膜厚の０．５μｍ〜３μｍに対して、可視光線の透過率が５０％〜９０％になるように着色調整したことを特徴とする請求項５記載の眼精疲労防止用塗料。
7. 眼精疲労防止用塗料には、水と相溶する有機系溶剤のうちの一種が配合されていることを特徴とする請求項５ないし６のいずれか１項に記載の眼精疲労防止用塗料。

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