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Als Erweiterung des Technikbereichs Punkt 6 möchte ich heute etwas ausführlicher auf Leuchtmassen eingehen.

Hinweis:
Im folgenden Beitrag genannte Markennamen und Bezeichnungen sind Eigentum der genannten Firmen und rechtlich geschützt. Ich erhebe keinen Anspruch auf Richtigkeit oder Vollständigkeit der beschriebenen Leuchtmittel!
Es handelt sich zum Großteil um Informationen zu Leuchtmitteln vom Hersteller Fa. LUMINOVA AG (RC Tritec AG) aus Teufen in der Schweiz, welche bei fast allen europäischen Marken Verwendung findet.
Im Unteren Teil gehe ich noch Kurz auf Leuchtmittel anderer Hersteller ein.
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Einleitung
Für viele Uhrenliebhaber ist die Ablesbarkeit unter schlechten Lichtverhältnissen oder in völliger Dunkelheit ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl der Uhr. Besonders bei sogenannten „Toolwatches“, also Uhren die als technisches Hilfsmittel für verschiedene Zwecke dienen ist daher Leuchtkraft von Zeigern, Indicies, Zifferblättern oder anderen Markierungen von hoher Bedeutung.
In Deutschland verkaufte Uhren dürfen laut der DIN 8306 nur mit der Bezeichnung Taucheruhr verkauft werden, wenn Sie neben der Erfüllung anderer Kriterien eine klare Ablesbarkeit aus 25cm Entfernung von Uhrzeit, gewählter Tauchzeit sowie Funktionieren der Uhr, auch bei Dunkelheit gewährleistet ist (diese geforderte Ablesbarkeit dürfte sich auf einen Zeitraum von 2 Stunden beziehen, da eine Taucheruhr auch nur für das Tauchen über einen begrenzten Zeitraum von ebendiesen 2 Stunden vorgesehen ist).
Neben der eigentlichen Verwendung zum Zwecke der Ablesbarkeit gibt es auch einige Uhren, die Leuchtmasse aus rein gestalterischen Gesichtspunkten verwenden. Als Beispiel hierzu sei die Fortis ART EDITION „Planet“ genannt.

Erscheinungsbild…
Viele Käufer dürften sich schon oft gefragt haben, wieso eine Uhr besonders hell leuchtet, eine andere nicht und weshalb manche besonders lange nachleuchten. Gerade bei preiswerteren Uhren sind selbst großflächige Zeiger oder Indizies oft eine herbe Enttäuschung. Nicht nur, dass die Flächen oft kaum leuchten, vielfach ist die Leuchtkraft unterschiedlich hoch und wirkt fleckig und an den Rändern fransig.
Fleckige Leuchtmasse, fransige Ränder und auch tagsüber sichtbare sehr raue und ungleichmäßige Oberflächen sind einzig und allein durch die Verarbeitung der Leuchtmasse bedingt. Leuchtmasse lässt sich von Hand, per Siebdruck oder mit Hilfe spezieller Geräte auftragen, sie muss, als Grundmasse in Pulverform vorhanden, mit speziellen Bindemitteln angemischt und unter besonderen Druck und Temperaturvorraussetzungen aufgetragen und getrocknet werden.

Technische Details:
Zuerst einmal technische Informationen zu der bereits erwähnten Grundmasse:
Es handelt sich um anorganisches Aluminat in Pulverform mit einer Partikelgröße zwischen 10 und 50 μm und einer Dichte von 3,65 g/cm². Das Pulver hat eine sehr hohe chemische Stabilität außer in Wasser, der PH-Wert beträgt 10 (bei 25° in Wasser).
Die Leuchtmasse kann durch natürliches Licht und Kunstlicht mit Wellenlängen zwischen 300 und 450nm aufgeladen werden. Die relative Helligkeit bei der Aufladung durch unterschiedliche Lichtquellen in einem Zeitraum von 0-30 Minuten zeigt folgende Grafik:



Das Absinken der Nachleuchtkraft über einen Zeitraum von 1000 Minuten (=16h 40min) im Vergleich einer vorherigen Aufladung durch Sonnen- und Kunstlicht ist in folgender Grafik dargestellt (man beachte, dass die Kurve nicht proportional verläuft, wie es hier zuerst den Anschein hat!):



Lichtfarbe & Helligkeit:
Das abgegebene Licht kann, unabhängig von der Farbe der Leuchtmasse, blau oder grün sein. Die Wellenlänge des abgegebenen Lichts beträgt bei blauer Leuchtmasse 480nm, bei grüner 530nm. Das erklärt auch, warum für uns Menschen grün leuchtende Leuchtmassen bei gleicher Art, Auftragsweise und Dicke heller erscheinen: Die Empfindlichkeit der menschlichen Sehzellen ist im Bereich von 555nm Wellenlänge (dem Maximum der Sonnenstrahlung) und damit grünem Licht, am höchsten. Danach folgen blau und gelb, orange, violett und rot bis in die nicht sichtbaren Bereiche ultraviolett und infrarot (die genaue Abstufung der menschlichen Sehempfindlichkeit ist in der V-Lambda-Kurve festgehalten).
Die Farbe der Leuchtmasse ist also nicht identisch mit der des abgegebenen Lichts. Die Super-LumiNova Leuchtmassen gibt es mit blauer und grüner Lichtabgabe. Natürlich wirkt ein roter Zeiger immer auch leicht rötlich, weil die Grundfarbe durchschimmert, je heller der Zeiger leuchtet, desto mehr sieht man allerdings die tatsächliche Lichtfarbe.

Vorbereitung und Auftragung:
Zur Anmischung der Grundmasse werden verschiedene Bindemittel verwendet, je nach Anwendungszweck, wie zum Beispiel Punktierung, Indexfüllung, Siebdruck, Flächenbeschichtung, Gravurfüllung und auch Schutzbeschichtungen.
Je nach Bindemittel können die Oberflächen anschließend glänzend oder matt sein. Zudem gibt es noch Unterschiede in der Trocknung. Bei einigen Bindemitteln Lufttrocknung, bei anderen unter Wärmeeinwirkung, Mittel die beim Trocknen an Volumen verlieren und solche die es nicht tun.
Zudem natürlich auch noch weiße Grundlacke, die als Untergrund verwendet werden sollten, um A – besseres Auftragen der Leuchtmasse zu ermöglichen und B – bessere Lichtreflektion zu erreichen. Die Dicke der Untergrundfarbe sollte bei Siebdruck zwischen 80μm und 150μm betragen, beim Punktieren oder Füllen zwischen 120μm und 250 μm.
Durch spezielle Geräte oder Auftragsstifte ist zudem ein gleichmäßigeres Auftragen möglich. Dies ist das Gerät, dass von der Fa. Tritec für das Auftragen von Leuchtmasse angeboten wird:



Das Mischverhältnis für Zeiger sollte 1:1 betragen, bei Indexe auf Zifferblättern [Pigmente]2:1[Bindemittel], wobei natürlich idealerweise das passende Bindemittel für den Zweck verwendet wird.
Zwischeninformatin
Der Unterschied in der benötigten Konsistenz liegt darin, dass Zeiger oftmals skelettiert sind und die Leuchtmasse in die ausgesparte Öffnung eingesetzt wird. Das geschieht lediglich aus Gewichtsgründen um die Hebelwirkung auf die Zeigerwellen sowie mögliche Gangabweichungen durch zu schwere Zeiger zu verhindern.
Der Stundenzeiger der Rolexsportmodelle hat darin seien Ursprung; die große Fläche konnte sich nicht selbst freitragend halten – der „Mercedesstern“ wurde als Gerüst eingesetzt.
Ebenso ist hierin auch ein Grund für die seltene Verwendung von Tritiumleuchtröhrchen bei mechanischen Uhren begründet: Die Zeiger werden zu schwer – mit den oben beschriebenen Folgen.
Weiter im Text…
Die Masse muss gut gemischt werden und danach mindestens eine Stunde, am besten über Nacht, in einem geschlossenen Behältnis ruhen, damit Luftblasen entweichen können. Die Pigmente dürfen nicht mit Metall oder Wasser in Berührung kommen und sind in der Grundform sehr Temperaturempfindlich. Gut eignen sich Glasröhrchen zum Anrührens. Auch zum Reinigen der Geräte sollte nur Verdünnung oder Azeton benutzt werden.
Das Auftragen durch spezielle Applikationsstifte/-düsen/-geräte (wie z.B. im Bild oben) ist der Idealfall, da hier auch mit genau justierbarem Druck gearbeitet werden kann. Eine Applikation nur von Hand ohne solche Hilfsmittel ist immer ungleichmäßiger. Die Masse sollte eine Mindestdicke von 0,1 bis 0,15mm haben, da sonst die Farben nicht richtig zur Geltung kommen. Bei entsprechend vorbereitetem Untergrund hängt die Helligkeit, abgesehen von der verwendeten Sorte an sich, nur von der Dicke ab. Je dicker, desto heller! Nach dem Auftragen muss die Masse 30-60 Minuten bei Raumtemperatur bis 80°C trocknen.

Farben und Helligkeitsabstufung:
Zur Zeit gibt es im Standartsortiment 18 Farben (inklusive 2 weißen) und 3 schwarze Sorten, sowie einige Sonderfarben und für Manufakturen auf Anfrage auch noch Farben nach Wunsch. Alle Farben gibt es mit blauer oder grüner Lichtabgabe. Die drei schwarzen Sorten geben grünes Licht ab.
Alle diese 21 Sorten haben eine unterschiedliche relative Helligkeitsabgabe. Die hellste Sorte ist „C3“, die dunkelste „dark red“. Über die drei schwarzen Sorten liegen mir leider keine Unterlagen zur relativen Helligkeit im Vergleich zur Verfügung. Im Direktvergleich bei gleicher Lichteinstrahlung sind aber alle drei Sorten wesentlich schwächer noch als „dark red“ und damit insgesamt am schwächsten.
Eine genaue grafische Darstellung der 18 „Farben“ mit dem Vergleich ihrer realitiven Helligkeit seht ihr hier:



Für Helligkeitsmessungen werden belegte Flächen mit solchen Geräten durch unterschiedliche Lichtquellen beleuchtet:


Desweiteren hier die Originalfarben bei Tageslicht (diese Farbe ist sowohl bei der blau- als auch der grünleuchtenden identisch):


Sowie die Originalfarben mit grüner und blauer Lichtabgabe:


Außerdem ein Vergleich der schwarzen Sorten bei Helligkeit und Dunkelheit:


Nein - das ist kein Scherz! Beleuchtung und Fotografieren waren identisch mit den anderen Bildern.
Wie man sieht - sieht man nichts. Die Leuchtkraft ist leider so gering, dass ich nur in enormer Vergrößerung auf dem Foto Helligkeit erkennen kann.
Ich habe die Punkte versuchsweise 75 Minuten (!) direkt unter die Halogenlampe gelegt. Ergebnis = sehr schwaches leuchten in dunkelgrün. Egal wie ich fotografiere, das Bild bleibt schwarz. Sry..


Und zu guter Letzt die beiden weißen „Farben“, wobei die alte Sorte „C1“ mit grüner Lichtabgabe, die neue „BG W9“ mit blauer zu sehen ist. „C1“ hat im relativen Vergleich eine Helligkeit von 31%, „BG W9“ von 95%, was leider durch die Wahl von blauem und grünem Licht im Vergleich nicht richtig zur Geltung kommt.
Daneben auch eine weitere Grafik zum Nachlassen der Leuchtkraft im Vergleich.



Alle Aufnahmen wurden mit derselben Kamera, bei gleichen Einstellungen und unter gleichen Lichtbedingungen sowie vorhergehender Aufladung getätigt. Zur Aufladung habe ich die Farbkarten auf den Scanner gelegt und diesen mehrmals sehr langsam laufen lassen, damit die Entfernung zur Lichtquelle, die Beleuchtungsdauer und die Lichtsorte konstant ist.


Angular Momentum - Èmail Lumineuse
Die Uhrenmarke Angular Momentum aus Bern in der Schweiz verwendet seit kurzem die eigens entwickelte Leuchtmasse Èmail Lumineuse, die ähnlich wie das bekannte Super-LumiNova funktioniert. Das Leuchtmaterial besteht aus Strontiumoxid und Zinksulfid. Die Partikelgröße des Grundstoffes ist jedoch um ein vielfaches größer als bei Super-LumiNova. Dies soll eine erhöhte Helligkeit und Nachleuchtdauer gewährleisten. Super-LumiNova ist feinkörniger, damit es fein gedruckt werden kann. Im Gegensatz dazu setzt Angular Momentum auf groß belegte Flächen.
Die verwendeten Sulfate werden hierbei nicht wie üblich mit einem Bindemittel gemischt, sondern mit einem speziellen Email bei mittlerer Hitze im Ofen verschmolzen. Auf dem Zifferblatt wird die Masse dann im Grubenschmelzverfahren (franz. émail champlevé) in eine Vertiefung eingelassen, auf den Zeigern im „Plique à Jour“ Verfahren (durchbrochenes Email). Auch Vertiefungen im Gehäuse und der Lünette werden gefüllt. Nach dem Brennen wird die Schicht geschliffen. Damit die gläserne Masse nicht springt muss die Dicke mindestens 0,4mm betragen.
Es gibt zwei Farben bzw. Lichtfarben. Eine gelblich-grüne und eine blass-blaue, wobei sich die grüne schneller aufläd, Leuchtkraft und Leuchtdauer sind aber gleich (grün erscheint für das menschliche Auge immer etwas heller, siehe oben).
Die Produktfotos lassen keinen Zweifel an der guten Leuchtkraft aufkommen, wobei natürlich ein direkter Vergleich mit Super-LumiNova schwierig sein dürfte, solange niemand ein ordentlich dick beschichtetes LumiNova Zifferlbatt als Referenz hat. Über das Design der Uhren lässt sich freilich streiten – dafür fehlt es nicht an Eigenständigkeit!
HIER findet Ihr die aktuellen Modelle bei der die Leuchtmasse verwendung findet.

Seiko – New Luminous / LumiBrite Leuchtmasse
Die Informationen zu der von Seiko verwendeten Leuchtmasse ist teilweise widersprüchlich; Offiziell verlautet es, dass für Uhren der Seiko Gruppe „LumiBrite“ verwendet wird, dessen Grundstoff Aluminiumoxid ist. LumiBrite wird von der Nemeto Co. LTd., einem auf Leuchtprodukte spezialisierten japanischen Unternehmen, hergestellt (Teilweise ist aber auch die Rede von einer hauseigenen Leuchtmasse mit dem Namen New Luminous). Auch bei Seiko gibt es die beiden (Licht)-Farben grün und blau.

Bergeon – Leuchtpaste Bergeon 5680
Auch von Bergeon gibt es eine Leuchtmasse in den Farben weiß, gelb, grün und blau wobei unklar bleibt welche Lichtfarbe abgegeben wird.
Es findet sich lediglich die Information, dass das Grundpulver mit dem Bindemittel 1:1 gemischt werden soll, falls es zu dick ist soll Verdünner hinzugegeben werden. Nach dem Mischen soll auch diese Masse „einige Stunden“ ruhen. Die Trocknungszeiten sind bei Zimmertemperatur 4-5 Stunden, im Ofen 45/60 Minuten (60/80 °C).

Andere Leuchtmassen, Leuchtmasse ausbesser/nachtragen..
Neben den vorgestellten Leuchtmassen gibt es auch noch NoName Produkte über deren Qualität ich keine Aussagen machen kann.
Auch wenn die Leuchtkraft der Uhr nicht zu überzeugen weis kann Abhilfe geschaffen werden, indem Zeiger oder Indexe neue belegt werden. Bei Vintage Uhren ist das sehr umstritten, für den Alltagsgebrauch kann es aber nützlich sein. So eine Erneuerung kann unter Umständen der Uhrmacher vor Ort machen, die Ergebnisse gehen aber weit auseinander und nur einem erfahrenen Uhrmacher würde ich so etwas anvertrauen. Bei alten Zifferblättern, die zum Beispiel nicht mehr hergestellt werden bzw. nicht mehr verfügbar sind kann die Fa. Bethge & Söhne helfen (die können restaurieren und auch ein neues Blatt herstellen).
Wer mal etwas experimentieren möchte kann sich in mehreren Uhrenzubehörshops ein Kit bestellen. Diese liegen preislich zwischen 20€ und 100€ und bestehen aus einer Grundausstattung von Leuchtpulver, Bindemittel usw.

Ich hoffe ich konnte mit der kurzen Ausführung einige Fragen und Rätsel lösen!

„Ich danke: Einem netten Schweizer (der mir in anderem Zusammenhang die Unterlagen hat zukommen lassen), den Firmen Angular Momentum und Seiko für die Informationen, meinem Scanner für die hervorragende Beleuchtung und natürlich allen Lesern!“



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