Sự phát triển của chất liệu dạ quang đồng hồ

Sự phát triển của sơn dạ quang đồng hồ

Từ việc phát hiện ra lửa và từ đó trở đi con người đã tìm kiếm những cách mới và cải tiến công nghệ để nhìn mọi thứ trong bóng tối. Hôm nay chúng ta sẽ khám phá sự phát triển đáng kinh ngạc của chất liệu dạ quang được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất đồng hồ trong nhiều năm.

• Dạ quang đồng hồ hoạt động như thế nào? Tùy thuộc vào loại dạ quang (lume) được sử dụng, nó có thể hoạt động theo cách khác nhau, nhưng nói chung tất cả lume đều có những điểm chung nhất định có thể được giải thích bằng cách hiểu một chút về cách thức hoạt động của khoa học ánh sáng.
• Thời gian phát quang của đồng hồ kéo dài bao lâu? Nó phụ thuộc vào loại dạ quang khác nhau được sử dụng trên đồng hồ. Nó cũng phụ thuộc vào lượng lume được sử dụng. Một số thương hiệu sơn một lớp lume mỏng trên đồng hồ họ và một số sẽ sử dụng nhiều lớp dạ quang để làm cho nó không chỉ sáng hơn mà còn bền lâu hơn.
• Dạ quang đồng hồ được làm bằng vật liệu gì? Nó có thể được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau. Trong suốt nhiều năm, ngành công nghiệp đồng hồ đã thử một số loại chất liệu dạ quang khác nhau.
• Đồng hồ nào có dạ quang sáng nhất? Có nhiều mức độ sáng và màu sắc khác nhau được sử dụng. Để thuận tiện cho bạn, chúng tôi đã tạo một biểu đồ cho thấy sự khác biệt.
• Đồng hồ dạ quang hoạt động như thế nào? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trả lời tất cả những câu hỏi này và mô tả các quá trình hóa học khác nhau được các nhà sản xuất đồng hồ sử dụng trong nhiều năm để trang bị cho những thứ như kim đồng hồ, mặt số, chữ số, vạch giờ và nhiều thứ khác phát sáng trong bóng tối.

Khoa học về ánh sáng

Ánh sáng là một dạng năng lượng thực hiện trên trường điện từ như một hạt cơ bản được gọi là photon, một hạt lượng tử của trường EM. Một photon là một hạt ổn định không có khối lượng hoặc điện tích và nó di chuyển với tốc độ ánh sáng. Các photon thường được tạo ra khi một electron quay xung quanh một nguyên tử hấp thụ một photon và bị kích thích, một khi nó trở lại trạng thái cơ bản, nó sẽ giải phóng một photon mà chúng ta coi là một hiện tượng mà chúng ta gọi là ánh sáng.

Nhưng chúng ta đừng quá phân tâm với khoa học ánh sáng hoặc lượng tử. Hãy tập trung vào cách ánh sáng được tạo ra và sử dụng trong sản xuất đồng hồ cũng như cách các phương pháp tạo photon khác nhau so với vật liệu phát quang trên đồng hồ.

Năm 1908 – Vật liệu Radium được phát minh

Ngành sản xuất đồng hồ đã sử dụng vật liệu radium làm chất liệu dạ quang trên đồng hồ cho đến những năm 1960. Radium là một chất liệu có khả năng phát sáng trong hơn 1.600 năm, tức là khoảng thời gian bán hủy của vật liệu, trong đó sự phát quang bắt đầu mờ đi. Điều đó cho thấy vật liệu này là chất phóng xạ.

Đồng hồ radium có còn phát sáng không? 

Có, nhưng may mắn thay, các nhà sản xuất đồng hồ đã chuyển sang các vật liệu dạ quang an toàn hơn. Tuy nhiên, nếu bạn tình cờ có một chiếc đồng hồ cổ điển sử dụng vật liệu dạ quang radium và bạn muốn kiểm tra xem dạ quang của radium có còn phát sáng không, hãy sử dụng đồng hồ trong bóng tối.

Theo BFS (Văn phòng Bảo vệ Bức xạ Liên bang tại Đức), lý do vật liệu Radium (Ra-226) không được sử dụng không phải vì những rủi ro mà nó gây ra cho người đeo đồng hồ mà là nguy cơ nó gây ra cho thợ đồng hồ làm việc trong xưởng sản xuất đồng hồ.

Vật liệu dạ quang Promethium (Pm-147)

Promethium đã được sử dụng trên đồng hồ như một chất thay thế, có độ phóng xạ ít độc hại hơn so với Radium trong một thời gian. Rủi ro thấp hơn radium vì nó chỉ tạo ra các hạt beta. Nhược điểm của Promethium là thời gian bán hủy chỉ trên hai năm rưỡi, trong khi radium có thời gian bán rã 1.600 năm, cộng thêm thời kỳ giữa vòng đời của radium.

Vật liệu dạ quang Triti (H-3)

Đây là một vật liệu đã được sử dụng trên đồng hồ cho đến giữa những năm 1990 và giống như Promethium, nó là một chất phát beta và là một chất thay thế an toàn hơn cho radium. Tuy nhiên, nó là chất phát beta năng lượng thấp với chu kỳ bán rã 12,3 năm so với Promethium chỉ khoảng 2,6 năm.

Họ đã chế tạo đồng vị phóng xạ Hydrogen này thành một loại sơn dạ quang và vật liệu này có khả năng có vấn đề ở dạng đó. Cho đến giữa những năm 90, những chiếc đồng hồ sử dụng chất phát quang trên nền sơn Tritium thường có mặt sau bằng nhựa. Tritium đã có một cách để khuếch tán và tìm đường vào mặt số, mặt kính và caseback, sau đó có thể đi vào da của người đeo đồng hồ.

Vật liệu dạ quang Triti có còn được sử dụng trong đồng hồ không? 

Ngày nay, Tritium trong ngành sản xuất đồng hồ được gọi là GTLS (nguồn sáng tritium ở thể khí) và được bảo quản an toàn trong các ống thủy tinh hẹp nhỏ ít thấm nước hơn, được sơn trên mặt số được bảo vệ bởi mặt kính đồng hồ. Sau đó, nó được bảo vệ thêm bởi mặt sau bằng kính và vỏ, ngày nay loại vật liệu này được gọi là thủy tinh GTLS. Một số đồng hồ sử dụng GTLS không được phép bán ở các quốc gia như Đức, nơi có giới hạn pháp lý là 1 GBq. Một số đồng hồ thậm chí còn có gần gấp đôi giới hạn với tối đa 15 GTLS và hoạt động Tritium lên đến 1,9 GBq. Ống triti được sử dụng nổi tiếng trong đồng hồ Ball, được biết đến với mặt số có thể nhìn thấy rõ trong điều kiện ánh sáng yếu.

Nhiều nhà sản xuất đồng hồ đã sử dụng tritium trong suốt nhiều năm, bao gồm cả thương hiệu đồng hồ sang trọng như Rolex. Rolex ngừng sử dụng tritium khi nào? Vào năm 1998, khi việc sử dụng sơn dạ quang triti đã bị cấm và họ đã sử dụng vật liệu dạ quang Luminova để thay thế.

Vật liệu dạ quang LumiNova

LumiNova được phát minh khi nào?

Năm 1941, một người Nhật tên là Kenzo Nemoto đã mở một cơ sở kinh doanh bán sơn dạ quang. Ông được quân đội nước này ký hợp đồng để sơn đồng hồ đo trên máy bay trong chiến tranh thế giới thứ hai. Khi chiến tranh kết thúc, anh không còn bận rộn với việc sơn dạ quang cho quân đội và phải tìm kiếm cơ hội mới. Sau chiến tranh, ông chủ yếu kiếm sống bằng cách sơn các mốc giờ và đồng hồ dân dụng, sau đó chuyển sang đồng hồ đeo tay.

Không lâu sau vụ ném bom xuống Hiroshima và Nagasaki năm 1945, thời điểm mà người Nhật cẩn trọng hơn trước sự nguy hiểm của các chất phóng xạ, Nemoto bắt đầu nghĩ cách phát triển một chất phát quang không phóng xạ mới. Kenzo đã tạo ra một vật liệu phát quang mới và vào năm 1993, một công ty tên là Nemoto & Co. do ông thành lập năm 1962, đã phát minh ra một dạng phát quang mới.

Không giống như những loại vật liệu dạ quang được sử dụng trên đồng hồ trước đó, vật liệu mới tuyệt vời này là một loại vật liệu phát sáng an toàn và không nguy hiểm, không bị phân hủy trong suốt thời gian sử dụng của đồng hồ, chịu được nhiệt độ và không bị ảnh hưởng bởi các tác động từ môi trường. Năm 1998 Nemoto được gia nhập công ty RC-Tritec AG và thành lập nhánh LumiNova AG Thụy Sĩ với mục tiêu sẽ sớm cung cấp cho ngành công nghiệp đồng hồ loại vật liệu dạ quang này. Kenzo Nemoto đủ thông minh để phát minh của mình được cấp bằng sáng chế cho vật liệu này và điều này giúp anh ta có khả năng cấp phép nó cho các nhà chế tác đồng hồ đang tìm kiếm thứ mới nhất và tuyệt vời nhất trong lĩnh vực phát sáng trong bóng tối.

LumiNova được làm bằng gì?

Vật liệu này được gọi là stronti aluminat và không phải là vật liệu phát quang vô tuyến như sơn Radium, Promethium hoặc Tritium phosphoric sử dụng kẽm sulfua. LumiNova sáng hơn khoảng 10 lần so với phát quang truyền thống và có các biến thể màu sắc giữa ánh sáng xanh lam và ánh sáng xanh lục. Màu xanh lam được biết là phát sáng lâu nhất, nhưng màu xanh lá cây phát ra ánh sáng mạnh nhất.

Vật liệu mới này phải được kết hợp với một nguyên tố hóa học gọi là europium để phát sáng và không giống như các vật liệu phát quang vô tuyến luôn ở trạng thái phát sáng, LumiNova được “sạc” khi tiếp xúc với ánh sáng, dù là ánh sáng mặt trời hay ánh sáng nhân tạo, và cung cấp ánh sáng tuyệt vời trong bóng tối.

Sự khác biệt giữa LumiNova và Super-LumiNova là gì?

Super-LumiNova là tên đã đăng ký mà LumiNova được phân phối bởi LumiNova AG Thụy Sĩ. Nếu nó có từ Super trước LumiNova thì có nghĩa là nó được sản xuất hoàn toàn tại Thụy Sĩ. Năm 1993, một công ty Thụy Sĩ tên là RC Tritec AG được thành lập và nắm giữ giấy phép, quyền sản xuất và phân phối LumiNova dưới tên đăng ký Super-LumiNova.

LumiNova không dừng lại ở đó. Seiko cũng đã cấp phép vật liệu cho đồng hồ LumiBrite của họ và Timex Indiglo nổi tiếng là một ví dụ khác về việc đổi thương hiệu được cấp phép thành công của loại vật liệu này.

Super-LumiNova có nhiều sắc thái và cường độ sáng khác nhau. Super-LumiNova cũng có một số cấp độ khác nhau, từ Cấp tiêu chuẩn, đến Cấp A và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, cấp cao nhất của Super-LumiNova được gọi là Cấp X1, theo ISO 3157, có độ dễ đọc giúp mở rộng khả năng dễ đọc theo hệ số 1.6 trong Super-LumiNova Thụy Sĩ mới.

Super-LumiNova hoạt động như thế nào?

Theo RC Tritec, nó hoạt động giống như một cục pin lưu trữ ánh sáng. Để Super-LumiNova phát sáng, trước tiên nó cần được “sạc” bằng cách để nó tiếp xúc với ánh sáng. Mặc dù ánh sáng tự nhiên cũng sẽ tích điện cho sự phát quang, nhưng đã có báo cáo rằng ánh sáng mặt trời mang lại hiệu quả tốt nhất. Khi ánh sáng tiếp xúc với vật liệu phát quang, nó kích thích các điện tử và bắt đầu sạc nhanh. Điều này tạo ra một ánh sáng rực rỡ.

Các màu khác nhau của Super-LumiNova là gì?

Có nhiều sắc thái màu cung cấp các cường độ sáng khác nhau của vật liệu dạ quang Super-LumiNova. C3 sáng nhất với màu kem. Chúng tôi sẽ đánh giá độ sáng của các màu khác so với màu C3, vì lợi ích của việc so sánh này, độ sáng là 100%.

• BGW9 có màu trắng và có độ sáng khoảng 95% so với C3
• C5 có màu xanh bạc hà và độ sáng bằng 89% so với C3
• Natural có màu của ánh sáng mặt trời tự nhiên và độ sáng bằng 87% so với C3
• Màu lam nhạt có độ sáng bằng 87% so với C3
• C7 có màu xanh mòng két và độ sáng bằng 84% so với C3
• C9 có màu xanh ngọc nhạt và độ sáng bằng 83% so với C3
• Màu xanh lục nhạt có sắc độ bằng 82% so với màu C3
• Màu lục đậm có độ sáng bằng 77% so với C3
• Màu vàng nhạt có độ sáng 72% so với C3
• Xanh lam đậm có độ sáng 60% so với C3
• Màu cam nhạt có độ sáng 54% so với C3
• Màu vàng đậm có độ sáng 50% so với màu C3
• Màu đỏ nhạt có độ sáng 48% so với C3
• C3 đậm đặc có màu trắng nhạt và độ sáng bằng 43% so với C3
• C1 màu trắng có độ sáng bằng 31% so với C3
• Màu cam đậm có độ sáng 27% so với C3
• Màu đỏ sẫm có độ sáng 22% so với C3

Super-LumiNova với Chromalight

Chromalight giống như Seiko LumiBrite và Timex Indiglo là thương hiệu được cấp phép đổi mới của LumiNova và về cơ bản là LumiNova C9. Nhìn thấy khi LumiNova nắm giữ bằng sáng chế về vật liệu và Chromalight được làm từ nhôm aluminat stronti, đó thực sự là tất cả bộ phận tiếp thị mạnh mẽ của Rolex đã xây dựng thương hiệu tuyệt vời như một thứ khác. Tuy nhiên, có thể giống như các nhà sản xuất đồng hồ khác, Rolex áp dụng chất này theo một cách khác để tối đa hóa sự phát quang, chẳng hạn như áp dụng một lớp nền trắng sáng bên dưới vật liệu dạ quang. Ngoài ra, bạn thoa càng nhiều lớp lume, nó sẽ càng sáng. Một số thương hiệu như Lum-Tec áp dụng tối đa 6 đến 8 lớp lume để tối đa hóa khả năng hiển thị trong điều kiện ánh sáng yếu.

Rolex Chromalight có dễ nhìn hơn Super-LumiNova không?

Vì nó đã được làm bằng Super-LumiNova nên câu hỏi này thường gây nhầm lẫn. Để làm rõ, khả năng phát quang của Super-LumiNova C9 mà Rolex Chromalight được chế tạo chỉ sáng bằng khoảng 83% so với Super-LumiNova C3. Nó có một ánh sáng xanh ngọc nhạt, trông đẹp nhưng không phải là sáng nhất. Sự phát quang màu xanh lục có thể nhìn thấy bằng mắt thường hơn so với các màu hơi xanh như C9.