1928年にアメリカのジェネラルエレクトリック社(GE)のトーマス・ミジェリー（左写真）が，安全な冷媒（れいばいについては，後に述べます）として開発をはじめ，1930年に開発に成功した．そこで，デュポン社とGEは共同で1931年からフレオン12，フレオン11の商標で販売を開始した．これがフロンの歴史の始まりである．ちなみに，アメリカでフレオンと呼ぶのになぜ日本ではフロンかというと，戦時中に現在のダイキンがフレオンを生産する時に商標の関係でアルファベットを１つとったらしい．
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フロンについて |
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フロンについて |
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あなたは，いままで，フロンって聞いた事がありましたか？
まずは，簡単に歴史から見て行きましょう．
1928年にアメリカのジェネラルエレクトリック社(GE)のトーマス・ミジェリー（左写真）が，安全な冷媒（れいばいについては，後に述べます）として開発をはじめ，1930年に開発に成功した．そこで，デュポン社とGEは共同で1931年からフレオン12，フレオン11の商標で販売を開始した．これがフロンの歴史の始まりである．ちなみに，アメリカでフレオンと呼ぶのになぜ日本ではフロンかというと，戦時中に現在のダイキンがフレオンを生産する時に商標の関係でアルファベットを１つとったらしい．
それ以降，フロンは，毒性もなく優れいる事から，「奇跡の流体」とよばれ，急速に広まった．
ところが，1980年代に入ると，オゾン層破壊が深刻になり，その原因がフロンであると突き止められた．そこで，フロンに対する規制が始まっています．
大きく分けて，洗浄剤，冷媒，発泡剤，噴射剤の４つにわけられる．
でも，そんな事言われてもわからないでしょう．
では，くわしくみていきましょう．
見ての通り洗う事である．つまり，汚れをとることである．
みなさんは，汚れをとるときはどうしてますか．拭き取ったり，こそげ取ったりなんてこともあるでしょうが，たいていは，水で洗いますよね．
でも，油なんかがついちゃうと結構落ちにくい．さらに，マジックペンのあとなんかは落ちにくいよね．そこで，シンナーなんかを使っておとすこともありませんか．また，マネキュアなんかを落とすのに，除光液をつかいますよね．
フロンはちょうどそんな働きもするんです．どんなものを洗浄するかと言うと多いのは，プリント基盤です．プリント基盤ってのは，精密機械をばらすとなかに緑色の回路がびっしりつまった板があるでしょ．それです．
プリント基盤には製造時にいろいろ機械の油やごみがつきます．それをとらなきゃいけないのだけど，水じゃ錆びたり，乾かずに残ったりするでしょう．それじゃ，困るので，サーッと乾いて，きれいにしてくれるものって事で，フロンを使ってるんだ．ただ，それだけだったら，ベンジンとかでもいいんだけど，そういう物は燃えやすいんだ．それじゃ，あぶないから，今，非常に困ってる．
冷媒と言う言葉は，聞いた事ないかもしれませんね．
冷媒と言うのは，冷蔵庫とか，クーラーなんかに入ってる冷やしたりする時（難しい言葉では「熱交換」という）に必要なガスのことです．
じゃあ，何で，フロンが入ってると冷えるのかを見て行きましょう．
スプレー式ののペンキを塗った事あるかな．長い間シューっと吹いていると，スプレー缶が冷たくなってきた経験持ってないかな．ヘアスプレーなんかでもおんなじです．これは，缶の中にぎゅーっと押し込められていたものがスプレーする事で外に少し出された．そうするとこのぎゅーッとした度合（密度という）が少なくなる．これは，どういうことはというと，ぎゅーッとしてる時は，液体だったものが少しゆるくなって余裕がでてきて気体になったということだ．ここで，液体から気体になる時には周りの熱を奪うという性質があるから，スプレーをすると缶が冷たくなってくるんだ．これは，夏に水をまくと涼しくなる事でもわかるよね．
逆に，気体をぎゅーっと圧縮すると温度が上がります．これは，自転車の空気を入れる時に空気入れの下の方が温かくなってくる事でわかります．
こういう現象は，どんな気体についてもいえる事なんだけど，フロンは特にその現象が利用しやすいんだ．じゃあ，実際どんなふうになってるか見ていこう，といいたいけど，絵がまだ出来てないから・・・準備しておきます．
とにかく，フロンはこの点でも優れている．だから，今まで盛んに使われてきた．
ウレタンフォームって知っていますか？いすのクッションなんかに入ってるふわふわしたものです．あれを，ふくらますのにもフロンは使われてます．
また，ちょっと発泡剤とは違うのだけど，冷蔵庫とか家などの断熱材にフロンが閉じこめられてます．
冷媒のところでスプレーの話したけど，噴射剤とは，その事です．つまり，ペンキや整髪料などだけだと，シューっと吹き出してこないけど，フロンと一緒なら，きれいに吹き出してくるんだ．でも，最近は，これはフロンじゃなくてプロパンに似た物質をつかってます．だから，燃えたり爆発したりするからストーブの前で使っちゃ危ないし，使い終わったら，必ず全部ぬいてから捨てましょう．もちろん，フロンを使っていた時は，こんなことはなかった．
フロンを使っていた頃のスプレー（微燃性･･･ほとんど燃えない） |
いまのスプレー（可燃性･･･燃える） |
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まずは，オゾン層についてです．
オゾンは，その90～95％が成層圏（地表から10km以上の高いところ）にあって，そのなかで，オゾンの濃いところをオゾン層と呼びます．（だいたい，地表から20～50
km)
オゾン(O3)は酸素(O2)に太陽光（紫外線）が作用し発生しています．
（これを，光化学反応といいます．）
具体的には，以下のような反応をします．
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O2 -> 紫外線 -> 2O
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Cl + O3 -> ClO + O2
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ということです．
また，オゾンホールという言葉を聞いたことがあるでしょう．これは，オゾン濃度の極端に低い場所が主に南極に現れるものです．
この原因は，なかなか難しい問題で諸説があって，その答えもいろいろなんですが一般的な説を紹介しますと，
オゾンはそもそも空気中の酸素が紫外線によって光化学反応を起こすことで出来てますので，赤道上のほうがはるかに紫外線量もおおくて赤道上のほうがはるかにオゾンが多く作られ，極のほうではオゾンの生成量ははるかに少ないのは事実です．
しかし，成層圏には赤道上から極への流れがあります．
これによって，赤道上からオゾンは極にも運ばれており，もともと，極が極端にオゾンが少なかったということはありません．
また，この流れに乗って地球上の微粒子や汚染物質も極に運ばれることになります．
その中には，オゾン層破壊物質も当然含まれているわけで，それだけで，オゾンホールの原因のように思われます．
しかし，同じ条件の北極にはオゾンホールはほとんど出来ず，それだけではオゾンホールの説明にはならないことがわかります．
また，オゾンホールは春先に大きくなります．
これらを説明できる説は次の通りである．
まず，オゾン層破壊の元凶は前回の質問のお答えに書いたように塩素（Cl）です．
ただ，Clは空気中の酸素と結合してClOxになりますが，さらにこれは空気中のメタンCH4，二酸化水素HO2，二酸化窒素NO2などと反応して化学的に不活性なオゾンを破壊しない物質(ClONO2など)に変わっていくものがほとんどです．
よって，辛うじて急速なオゾン層破壊が食い止められているわけです．
しかし，南極では毎年冬になると成層圏にエアロゾル（空気中のホコリ）の雲ができます．
この雲によって，というか，エアロゾルの表面において悪役のClを不活性な状態にしていた硝酸塩素(ClONO2)が分解されてしまう．
そうして，悪役のClはどんどんとまた解放されて逆にClを不活性な状態にするはずのNOxは硝酸HNO3の形でエアロゾル内に閉じこめられてしまう．
そうして，冬の間にこのように解放された塩素は春になると太陽からの紫外線を受けて一気にオゾンの破壊をはじめ，また，困ったことにClの悪事を食い止めるはずのNOxはエアロゾルに閉じこめられて空気中には少なくて，オゾン破壊は進行することになる．
これが，南極特有のオゾンホールの原因と考えられてます．
オゾン層がうすくなると，今までオゾン層が大部分を遮っていた太陽からの紫外線を通しやすくなる．
紫外線は，地球上の生物にとってたいていは有害である．人間への直接の影響は皮膚ガンになりやすくなるとか，白内障の増加などであるが，植物の生育への影響や，動物への影響もあり，問題は深刻である．
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フロンについて |
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フロンなどには，R-134やR-22などの番号がつけられています．
そのつけ方について．
１．基本
Ｃ（炭素），Ｈ（水素），Ｃｌ（塩素），Ｆ（ふっ素）の結合数でつける．
Ｃ K Ｈ L Ｃｌ M Ｆ N という形が基本である．（ここで， K,L,M,N はそれぞれの原子の数である）
それを，以下のところにあてはめる．
Ｒ－( K -1) ( L +1) ( N )
たとえば，化学式が CHClF 2 ならば，
K=1, L=1, M=1, N=2 である．
これを，上の式にいれると，Ｒ-０２２となり ０は書かないので，Ｒ-２２となる．
さらに，左右に分子が別れる場合，左右の分子の分子量の差が小さい方から，＜なし，a,b,c.....＞の順でつけられている．たとえば， Ｃ 2 Ｃｌ 2 Ｆ 4 の場合，
＜CClF2 - CClF2>ならば，左側85.46，右側85.46，
<CCl2F - CF3>ならば，左側101.91，右側69.01
だから，前者がＲ-１１４，後者がＲ-１１４ａとなる．
また，２重結合がある場合は，1000足される．
２．プロパン類（Ｃが３つ）の場合中央の炭素化合物について，以下の記号をつける
ＣＣｌ２
a
ＣＣｌＦ
b
ＣＦ２
c
ＣＣｌＨ２
d
ＣＦＨ
e
ＣＨ２
f
そして，左右の分子量の小さい方から，＜ a,b,c,.... ＞の順につける．（つけない場合はない）
たとえば，< CH 2 F - CF 2 - CHF 2>ならば，Ｒ－２４５ ｃ ａ となる．
３．臭素のつく場合基本型の最後に臭素（Ｂｒ）の原子数がつく．
たとえば，＜ CBrF 3＞ならば，Ｒ-13Ｂ1となる．
４．環状結合の場合数字の前に Ｃ が付加される
５．混合冷媒について共通の沸点がある混合物（共沸混合冷媒）は500番台，非共沸混合冷媒は400番台を使う．
数字は，特許順．
６．有機化合物の場合
炭化水素 Ｒ-600番台 酸素化合物 Ｒ-610番台 硫黄化合物 Ｒ-620番台 窒素化合物 Ｒ-630番台
７．無機化合物の場合分子量 +700を使用
たとえば，アンモニア（NH3)は 14.01+1.008＊3＝約17 だから，Ｒ-７１７となる
1977年に国連環境計画において，オゾン層破壊物質の規制を検討しはじめ，
1985年に「オゾン層保護のためのウィーン条約」が採択，
1987年に「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」調印
その後，見直しが何回か行われ，以下に示す通りになっている．
| 物質 | 先進国 | 発展途上国 |
| CFC,ハロン，メチルクロロホルム | 1996年以降 0 % | 2010年以降 0 % |
| HCFC | 1996年 100％ 1989年基準 2004年 65％ 2010年 35％ 2015年 10％ 2020年 0％ ただし，2030年まで補充等に0.5％ |
2016年 100％ 2015年基準 2040年 0％ 20世紀中に見直し |
| 臭化メチル | 1995年 100％ 1991年基準 2001年 75％ 2005年 50％ 2010年 0％ |
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| 物質 | 用途 | 規制 |
| HCFC-22 | 冷媒 | 2010年全廃（補充用は2020年） |
| HCFC-141b | 洗浄・発泡 | 2000年以降漸次削減・2004年全廃 |
| HCFC-142b | 発泡剤 | 2010年全廃 |
| HCFC-225 | 洗浄剤 | 2010年以降漸次削減 |
| 臭化メチル | | 消費量，生産量を漸次削減 |
物質ごとの影響の大きさを測る指標として， オゾン破壊係数
ODP(Ozone Depletion Potential)がある．これは，各化合物の1 kgあたりの総オゾン破壊量をCFC-11の１
kgあたりの総オゾン破壊量でわったものである．
さらに，地球温暖化への影響をはかる指数として，地球温暖化係数 GWP
(Global Warming Potential)がある．これは，二酸化炭素またはCFC-11を基準とした質量ベースの相対値で表される．（特にCFC-11ベースはHGWPと呼ばれる）
安全性は，以下の表のように，可燃性と毒性で表される．
（数字が大きくなると可燃性がある，ＡとＢでは，Ｂのほうが毒性が大きい）
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Higher Flammability |
A3 |
B3 |
|
Lower Flammability |
A2 |
B2 |
|
No Flame Propagation |
A1 |
B1 |
|
|
Lower Toxicity |
Higher Toxicity |
|
物質 |
大気寿命 |
ODP |
GWP（CO2基準） |
|
|
安全性 |
| CFC-11 CFC-12 CFC-113 CFC-114 CFC-115 |
50 |
1.0 |
5000 |
4000 |
1400 |
A1 |
| HCFC-22 HCFC-123 HCFC-124 HCFC-141b HCFC-142b HCFC-225ca HCFC-225cb |
13.3 |
0.055 |
4300 |
1700 |
520 |
A1 |
| HFC-23 HFC-32 HFC-125 HFC-134a HFC-143a HFC-152a HFC-227ea HFC-236fa HFC-245ca |
264 |
0 |
9100 |
11700 |
9800 |
. A2 A1 A1 . A2 . . . |
| FC-14 FC-116 FC-218 FC-C318 |
50000 |
0 |
4400 |
6500 |
10000 |
A1 |
混合冷媒は，成分比 (.):混合組成mass% 正確に見るにはある程度のWindowの幅が必要です．
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| CFC |
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| HCFC |
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| HFC |
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| その他 |
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フロンについて |
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