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フロン類（フロンるい）は、炭素と水素の他、フッ素・塩素・臭素などのハロゲンを多く含む化合物の総称。場合によって指す物質の範囲は異なる[1]。
冷媒や溶剤として20世紀中盤に大量に使用されたが、オゾン層破壊の原因物質ならびに温室効果ガスであることが明らかとなり、今日では様々な条約・法律によって使用には大幅な制限がかけられている。
フロンという呼び方は、日本でつけられた俗称である。日本以外ではデュポン社の商品名であり商標のフレオン (freon) で呼ばれることが多い。
目次
- 1 分類
- 2 歴史
- 3 性質
- 4 用途
- 5 脚注
- 6 外部リンク
分類[編集]
狭義の「フロン」は炭素・フッ素・塩素のみからなるクロロフルオロカーボン (CFC) を指すが、塩素を含まないフルオロカーボン (FC) や、水素を含むハイドロクロロフルオロカーボン (HCFC) およびハイドロフルオロカーボン (HFC)、臭素を含むハロンも含める場合がある。
オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書に掲載された一連の物質を指して「フロン類」という言葉が使用される場合もある。具体的な物質についてはオゾン破壊係数を参照。
フロン類は ISO 817[2] で定められた冷媒番号と呼ばれる2桁あるいは3桁の番号で呼ばれることがある。これによれば、ジクロロジフルオロメタン CCl2F2 は CFC-12、クロロペンタフルオロエタン C2F5Cl は CFC-115 となる。
特定フロンとは、モントリオール議定書で特にオゾン層破壊に影響が強いとされたフロン類を指す。当初は CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115 の5種類であった[3]が、1992年に15種類に増やされた[4]。
歴史[編集]
フロン類は、はじめ家庭用冷蔵庫の冷媒として開発が進められた。当時の冷蔵庫にはアンモニアが冷媒として使用されていたが、もっと扱いやすい代替品が求められていた。
1920年代、米国の冷蔵庫メーカーフリッジデール社の親会社であったゼネラルモーターズ社 (GM) は、傘下のゼネラル・モーターズ・リサーチ・コーポレーションのチャールズ・ケタリングやトマス・ミジリーらに、アンモニアの代替となる化学物質の研究を命じた。
1928年、GM はフロン12の開発に成功し特許を取得。1930年から GM はデュポンと共同でキネティック・ケミカル・カンパニー (Kinetic Chemical Company) を設立し、「フレオン」という商標で生産を開始した。フロンは化学的、熱的に極めて安定であるため、開発当時は「夢の化学物質」としてもてはやされた。
1970年代にオゾン層破壊が問題化すると、フロン類はその原因物質とされ、1985年のオゾン層の保護のためのウィーン条約や1987年のオゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書により、製造及び輸入の禁止が決定された。これにより CFC の代わりとしてオゾン層を破壊しにくい HCFC や HFC が代替フロンとして利用され始めた。
1990年代には、CFC の他、代替フロンの HCFC や HFC も温室効果ガスとして問題になり、地球温暖化を悪化させないように、1997年の京都議定書により規制が行われつつある。
日本においては、ウィーン条約やモントリオール議定書を受け1988年に特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律が制定され、1996年までに15種類のフロン類が全廃されている。また、これまで使用されてきたフロン類の回収・破壊のためにフロン回収破壊法、家電リサイクル法、自動車リサイクル法などの法律が制定され、フロン類の含まれる製品の廃棄時における適正な回収および破壊処理の実施等が義務づけられている。しかし、モントリオール議定書では開発途上国での使用はまだ認められており、問題となっている。
なお、臭素を含むものはハロンと呼ばれ消火剤などとして用いられていたが、クロロフルオロカーボンよりもオゾン層破壊能力が強いため、こちらも現在では規制対象になっている。
性質[編集]
フロン類の構造は多様であり、種類によって物理的性質は異なる。一般に無色・無臭で、熱的・化学的に安定。
大気中に放出された CFC は紫外線によって分解し、塩素ラジカルが発生する。塩素ラジカルはオゾンと反応し、酸素分子と一酸化塩素ラジカルになる。この時発生した一酸化塩素ラジカルは再度オゾンと反応し、塩素ラジカルへと戻る。このサイクルが繰り返されることによりオゾン層が破壊される。
但し、理論上そうなると言うことであり、大気圏中における実際の作用は不明であり、オゾンホールとの因果関係は予測の域を越えていない。
毒性[編集]
最初に合成されたフロン12はフロン類の中では比較的毒性が低いが、中にはトリクロロエチレンやクロロホルムより毒性の強いものも存在する。大量に使用する環境では肝障害の発生報告例がある。
用途[編集]
冷媒、溶剤、発泡剤、消火剤、エアゾール噴霧剤などとして使用される。有機合成に使われる場合はハロゲン化アルキルまたはハロアルカンと呼ばれる。
脚注[編集]
- ^ 「特定製品に係るフロン類の回収及び破壊の実施の確保等に関する法律」[1]では、「クロロフルオロカーボン及びハイドロクロロフルオロカーボンのうち特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律第二条第一項に規定する特定物質であるもの並びに地球温暖化対策の推進に関する法律第二条第三項第四号に掲げる物質」と定義される。「特定製品に係るフロン類の回収及び破壊の実施の確保等に関する法律施行規則」[2]では、クロロフルオロカーボン・ハイドロクロロフルオロカーボン・ハイドロフルオロカーボンがあげられている
- ^ ISO 817:2005 Refrigerants -- Designation system
- ^ http://www.eic.or.jp/ecoterm/?act=view&serial=1910
- ^ http://www.erca.go.jp/taiki/siryou/pdf/W_D_004.pdf
外部リンク[編集]
- 特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律施行令 - 主なフロン類が表示されている。
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オゾン層破壊 |
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| 現象 |
オゾン - オゾン層 - オゾンホール - 紫外線
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| 生成理論 |
大気化学 - 塩素ラジカル - 一酸化塩素 - オゾン破壊係数 - 真珠母雲（極成層圏雲）
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| 原因物質 |
クロロフルオロカーボン (CFC) - ハロン - 四塩化炭素 - トリクロロエタン (C2H3Cl3) - ハイドロクロロフルオロカーボン (HCFC) - ハイドロブロモフルオロカーボン - ブロモメタン - ブロモクロロメタン
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| 対策 |
代替フロン - オゾン層保護のための国際デー
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| 枠組 |
ウィーン条約 - モントリオール議定書 - オゾン層保護法 - フロン回収破壊法
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