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フロン

最終更新日 2019年3月12日

1 フロンとは...

メタン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)などの炭化水素(HC)を構成する水素原子(H)の一部あるいは全部を、弗素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)などのハロゲン原子で置換した物質を総称して「ハロカーボン」(ハロゲン化炭化水素)と呼びます。
このうち、弗素を含むものを「フルオロカーボン」(弗化炭化水素)と呼び、塩素と弗素を含むものを「クロロフルオロカーボン」(CFC)と呼びます。

「フロン」という名称は、クロロフルオロカーボンに対して日本国内でつけられた通称で、国際的には通用しません。なお、「フレオンガス」と呼ばれることもあります。
フロンは、1930年に冷媒として人工的に合成された物質で、自然界には存在しません。

2 フロンの特徴

フロンには次のような特徴があります。

  • 耐熱性に優れ、熱分解しにくい。
  • 不燃性であり、引火性がない。
  • 他の物質と反応しにくく、金属などを腐食しない。
  • 揮発性があり、気化しやすい。
  • 表面張力が非常に小さく、物体の細かな隙間にまで浸透する。
  • 毒性が低い。

3 フロンの用途

(1) 冷媒
フロンの沸点は空調機や冷凍機の冷媒に適しているため、ビルなどの空調設備、家庭や自動車のエアコン、冷凍倉庫、冷蔵庫、清涼飲料水などの自動販売機など、各方面でフロンが冷媒として用いられてきました。
(2) 発泡剤
断熱材やクッションなどとして使われているウレタンフォームなど内部に無数の気泡を含む樹脂を製造する際に、樹脂内部に気泡を生成させるために使用されるものが発泡剤です。
樹脂の内部には、発泡剤として使われたガスが気泡となって閉じこめられており、弾力性と断熱性を兼ね備えています。
(3) 洗浄剤
フロンは、不純物を含まない製品を合成することができます。また、腐食性がない、表面張力が小さい、すぐ蒸発してあとに残らない、水より重いため水分を含む物体から水分を分離できる、毒性がない、不燃性であるなど洗浄剤に適した性質をもつことから、電子機器や精密機械の部品などの製造過程で使われてきました。
(4) 噴射剤
無色無臭で人に不快感を与えないため、ヘアースプレーや虫除けスプレーなどで薬品等を噴霧するために使われていました。

4 オゾン層の保護

化学的に安定な物質であるフロンは、地上から排出されても対流圏では分解せずに、約5年から10年かかって成層圏に到達し、そこで太陽からの強い紫外線を浴びて分解し、塩素原子を放出します。この塩素原子が触媒となって オゾン(O3)が高濃度で存在する「オゾン層」のオゾンを次々に分解する反応が起きます。このため、地上の生物にとって有害な太陽からの紫外線を吸収してくれるオゾン分子が大量に破壊される現象(オゾン層の破壊)が発生します。
フロンやハロンなどのオゾン層を破壊する物質からオゾン層を保護するため、1985年に「オゾン層の保護のためのウィーン条約」が制定され、1987年には具体的な規制を定めた「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」が採択されました。
日本国内では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、オゾン層を破壊する物質が「特定物質」として指定されました。

5 フロンの種類

フロンがオゾンを破壊する能力は、フロン分子に含まれる塩素の数の違いによって異なるため、フロンの規制では、分子に含まれる塩素数により次の3グループに分類されています。
なお、「特定フロン」に代わる物質として用いらている「代替フロン」は、オゾン破壊係数はゼロですが、一方では強力な温室効果ガスであるため、「地球温暖化防止京都会議」(COP3)において排出抑制の対象となりました。

フロンの種類
フロンの種類構成元素正式名称略称代表的な物質オゾン破壊係数(ODP)生産規制
特定フロンCl、F、CクロロフルオロカーボンCFCR11、R12、R113、R114、R1150.6~1.01995年末で生産全廃
代替フロン指定フロン
(塩素を含む)
H、Cl、F、CハイドロクロロフルオロカーボンHCFCR123、R22、R1240.01~0.5522020年末で生産全廃の予定
(塩素を含まない)H、F、CハイドロフルオロカーボンHFCR134a、R125、R32、R152aなし

6 フロン等の濃度

環境省が北海道で測定している特定物質の濃度の経年推移を以下に示します。
(環境省の「平成18年度 オゾン層等の監視結果に関する年次報告書」 を用いて作成しました。)

図1 北海道におけるCFC-11,CFC-12,CFC-113の濃度の経年推移グラフ
図1 北海道におけるCFC-11, CFC-12, CFC-113の濃度の経年推移


図2 北海道における1,1,1-トリクロロエタン,四塩化炭素,HCFC-22の濃度の経年推移グラフ
図2 北海道における1,1,1-トリクロロエタン, 四塩化炭素, HCFC-22の濃度の経年推移


図3 北海道におけるハロン-12111,ハロン-1301,ハロン-2402の濃度の経年推移グラフ
図3 北海道におけるハロン-12111, ハロン-1301, ハロン-2402の濃度の経年推移


図4 北海道におけるCFC-114,CFC-115,HCFC-142bの濃度の経年推移グラフ
図4 北海道におけるCFC-114, CFC-115, HCFC-142bの濃度の経年推移


図4 北海道における臭化メチル,HCFC-134aの濃度の経年推移グラフ
図5 北海道における臭化メチル, HCFC-134aの濃度の経年推移

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