アクリル水槽の耐久性についての検証
渡邊 直樹（関東建鉄株式会社）
アクリル水槽の耐久性について、科学的なデータに基づいた観点から、迷信や情緒的視点を取り除いて、合理的な事実を論じたい。本稿は2012年10月25日に脱稿したものである。巷間、世俗的な、言い換えれば具体的なデータを示さないで、アクリル水槽の耐久性、使用可能な期間について、伝聞、口伝されることがあまりに多い。そこで、本稿では科学的、物理的なものに徹して論述していきたい。では、具体的な事実を示していこう。①1981年つまり32年前に、法人化する前の弊社で製作した1500×450×450厚さ10mmの膨潤接着、加熱処理のアクリル水槽が、32年間経った現在も稼働を続けている。②また1987年のバブル経済最盛期に、リゾート施設に納入した弊社製の重合接着2000×1000×750厚さ20mmのアクリル水槽が、廃止になったそのリゾート施設から譲り受けたアクアリスト個人の自宅で、製造後25年間経過した現在も、オーバーフロー水槽として、問題なく運用されている。これらの事実の一方で次の様な事例も報告されている。
事例1.1800×600×600厚さ10mmの関西地方生産アクリル水槽、重合接着仕様が2年間使用後、接着面に白濁が大きく入り、剥離が始まったので、漏水の危険を回避するために使用中止した。
事例2.弊社において入社2年目で研修期間の終わった作業員に、非販売用の試作品として作らせた1200×600×550厚さ10mmの膨潤接着の水槽が使用開始2ヶ月後に接着面に白い帯状の剥離が入り、その作業員は再度、研修訓練を受けることとなった。
以上の4つの例を数千の事例の代表例として、誌面の都合上まとめてダイジェスト報告した。これらのデータから、結論を先に述べると、アクリル水槽の寿命は未だに決定されていないということだ。32年間使用している水槽が、現在も使用継続中なのだから、適正に製作、維持されたアクリル水槽の寿命は、35年間あるいは40年間になる可能性がある。また、いまひとつのアクリル水槽の寿命に関するファクターは、接着方法を問わず具体的には、重合or膨潤によらず接着技術が水準に達していれば、アクリル板の厚さによるということが結論できる。水深に対して適切な設計板厚のアクリル板を使った水槽ならば、少なくとも15年以上の寿命を保証、期待しうるということである。適切な設計板厚とは、アクリル板素材メーカーの技術資料に基づくそれである。わかり易く述べると、水槽に水を張った時点で、前後側板が垂直を保ち、少し足りとも膨らまない状態を保つことである。これは、水を張ったアクリル水槽に映る反射像が、鏡と同じような歪みのない像であることをもって確認できる。具体的に述べると、1200×500×500mmの水槽に8mm厚のアクリル板を使った場合、あるいは1500×600×600mmの水槽に10mm厚のものを使った場合、それぞれアクリル板は、垂直方向に対して膨張する。このような水槽が廉価品として一部で流通している。これは、近くからアクリル板に映った自分の姿を観察すると、それが少し歪んで見えることで、容易に確認できる。それでは、何故、使用中に膨らむアクリル水槽の寿命が長期間では保証できないのか説明をしたい。
まず下の図をよくご覧頂きたい。
【水槽を横から見た場合】
1500×600×600水槽で
設計板厚以下の板厚のケース
十分なアクリル板厚のケース
【水槽を真上から見た場合】
このようにアクリル水槽の接着面は、90°を保つことによって接着強度が維持される。これに対して、設計強度以下の薄いアクリル板を使った廉価水槽では、90°の直角を更に拡げようとする応力が永久に続くのである。そのために、時間の経過とともに、接着強度が阻害され、ある期間を経過すると接着面が剥離をはじめ、放置しておくと漏水につながることになるのである。このように、これまで述べてきたデータから導かれる結果は、アクリル水槽の15年以上にわたる耐久性を担保するものは、（接着技術が適正ということを前提として）、重合か膨潤かの接着ではなく、使用されるアクリル板の厚さだということである。接着方法については、単純に板の厚さから、物理的に決定すればいいだけの話である。接着方法に熟練した技術者なら「重合接着が膨潤接着より高級である。」などとは単純には言わない。実際の工場現場では、8mmや6mmのアクリル板を重合接着することが合理的でないことは、周知されている。逆に、20mmや30mm、それ以上の厚板の接着については、重合接着が圧倒的に有利である。さらに、10mm～15mm厚程度のアクリル板の接着については、予算等、ケースバイケースで判断されるのが良いと思う。これについては、わかり易く説明すれば、加熱炉による加熱処理を条件とすれば、1500×600×600の水槽について、10mm厚の重合接着水槽と、13mm厚の膨潤接着水槽が同価格ならば迷わず、後者を選ぶべきである。90°の角度が開く応力が働き続ける薄い板厚のアクリル水槽では、接着方法に関わらず、長期耐久性は保証できない。ここで言う長期耐久性とは、3年～5年のスパンの話ではなく、15年～25年に及ぶその話である。更にわかり易い例を述べると、板厚25mm～30mm以上の巨大水槽の接着について、100％重合接着しかありえない。また、大型の高温加熱炉を所有していないメーカーが、8mm、6mm板厚レベルの水槽を重合接着として、宣伝することがある。それは、「重合」という重々しい言葉のニュアンスを利用しているだけで、加熱処理をしていない重合接着などとは、非科学的、非現実的なフレーズである。糊で貼り付けている様なものである。最後に総括したいことは、アクリル水槽のユーザーは、水槽購入の際の判断として、あくまで合理的、科学的、経済的、視点から、アクリル水槽を選ぶべきである。感情的、文学的、情緒的な視点から、10年以上に及ぶ長期使用のためのアクリル水槽購入の判断をするべきではないと考える。
