原來手錶上的夜光有這麼一段黑暗的歷史

2020-12-06 愛表叔

大家好!我是愛表叔,一個專注於傳播手錶知識,揭露手錶維修內幕的人。

人類對於時間有著天生的掌控感,這種感覺讓發明家不斷催生更好用的計時工具。從巨大的日晷到現代隨身輕便智能的電子產品,隨時隨地查能夠了解時間已經變得習以為常。

比利時喜年鍾

中國古代的夜晚會有更夫來進行巡街報時,以打綁子的形式讓人們聽到時間。而歐洲的鐘樓可以追溯到中世紀,當時的人們通過鐘樓來聆聽擊鳴大鐘的次數來確認時間,不過在遠離城市的地方,了解準確的時間成了一種奢侈的事情。隨著手錶的普及,隨時隨地能夠看到時間已經變得稀鬆平常,在夜晚拿出手機按一下開關,瞬時點亮的屏幕就能看到時間。如此簡單容易已經讓人忘記了獲取精確時間曾經是一件多麼的不容易的事情,要知道能夠在黑暗的環境裡讀取時間即便是在20世紀的上半頁都不是所有的手錶都可以輕鬆做到,而做到的,甚至還暗藏著生命危險。

1898年瑪麗(Marie Curie)和皮埃爾·居裡(Pierre Curie)共同發現「鐳」元素,之後居裡夫人發現「鐳」元素在黑暗的環境下會自己發出淡淡的綠光。

早在鐳被發現之前,法國人就發現了硫化鋅可以通過強光照射後在黑暗的環境裡自己發出淡淡的螢光,這是由於硫化鋅具有磷光特點,可以通過強光的照射後就能激發自身發光,但是亮度和持續時間都很短。不過在鐳被發明之後,將鐳與硫化鋅進行混合就可以實現較為強效的夜光效果了。

錶盤上 RA SWISS MADE RA字樣,RA就是鐳夜光的標識

這一發明在1915年被沛納海應用在手錶上,並在同年8月申請了專利,同一年義大利海軍裝備了大量的塗有這種新夜光粉的手錶,由此之後軍用手錶都普通採用了這些夜光粉。

女工在塗刷鐳夜光

但是悲劇的是,鐳是一种放射性元素,能夠放射出α和γ兩種射線,並生成放射性氣體氡,通過合理的方法,α和γ射線確實可以破壞、殺死部分癌症細胞,醫院所用的「放療」就是如此利用放射性的同位素來對照射人體,這也是放射科這一名稱的由來。鐳的半衰期長達1600年,歷史上著名的鐳姑娘事件讓人們意識到鐳-硫化鋅並不安全(感興趣的讀者可以拉到本文最下方閱讀鐳姑娘事件)。

現代手錶的夜光材料經過半個多世紀的發明探索,基本分為兩大類,一類就是自發光材料,別一類則是蓄光材料。自發光材料多是靠自身攜帶的微量放射性物質釋放射線激發螢光劑發光。

螢光粉屬於被動發光的蓄光材料,應用範圍很廣,但是缺點則是餘輝時間短,亮度不高

0mega夜光

而蓄光材料則基本不含有放射性物質,就像電池一樣,通過吸引足夠強度的外界光線來激發螢光材料發光,相比自發光材料,蓄光材料的亮度與光亮時間都不如前者。雷-硫化鋅材料明顯屬於自發光材料,並且由於早期的制表技術的限制,手錶的防水性能一般,水和空氣進入手錶後會與鐳發生化學反應,使得鐳的夜光效果變差,多數都在20年左右的時間不再有夜光了。但不可否認鐳是開啟夜間讀取時間的一座裡程碑。

波爾的氚管夜光

隨著鐳危害性越來越廣為人知,在手錶上的使用也逐漸停止了。1949年,沛納海用一種新的自發光技術Luminor取代了含鐳塗料,並在同年的1月11日以「 Luminor」作為商標註冊專利。這個夜光技術中採用了另外一种放射性元素「氚」(音『chuān』,英文Tritium)。氚元素相較於鐳元素要安全的多,氚的半衰期只有12.5年,所以它發光的時限也是有限的,基本上在經過15年左右的時間開始老化、變黃,逐漸失去夜光效應。而這點並不阻礙氚在之後的幾十年間,直接取代了鐳的使用。

氚氣燈管

到了60年代氚管的發明全面代替了鐳成為了自發光類型手錶的主要材料。氚管不需要外部能源或外來光源反射,可以一直保持穩定,光亮強度是傳統夜光塗漆的100倍。並且氚的輻射很小,只要氚管不破碎便對人體無害。

BALL手錶,T<25是氚含量安全的範圍

雖然氚的輻射小,但現在人需要安全的心理和對環保要求。於是出現了不含有放射性物質的新型長餘輝儲光型稀土基鹼土鋁酸鹽螢光材料,完全不含任何有害元素,化學性質更穩定、亮度高、餘輝時間長。

1990年代初期,日本人原田健三(Nemoto Kenzo)發明了一種新的夜光塗料,並將它命名為LumiNova,這就是一種不含任何放射性元素的蓄光型材料,原田健三依靠這個專利成立了自己的發光塗料公司Nemoto&Co.當年在國內很火的雙獅、西鐵城表就是根本建三的大客戶。

Luminova在義大利語中的意思是「發光的」,它的基本化學成分是無機鋁酸鹽,耐光性強,長時間不會產生變色,化學穩定性也相對較好。自然光照射10到20分鐘後,可在黑暗處持續發光8至10小時。但是這樣的亮度對於潛水錶還是遠遠不夠的。

再後來原田健三和瑞士公司RC TRITEC Ltd.一起研發出了Super-LumiNova蓄光材料,相比較之前的LumiNova,亮度更高,餘輝更長,憑藉這一發明,兩家合資的瑞士公司LumiNova AG Switzerland公司成立並開始向瑞士鐘錶提供原材料。

萬國海洋時計系列IW356802

Super-LumiNova在經過強光的10-15分鐘照射後,能夠發出比氚管更亮的光線,特別是在深潛的海水中,一片黑暗的環境下更加明顯,這也是被命名為超級Luminova的原因了。而且這種材料可以有多種顏色,比如萬國的海洋時計深海三號,就搭配不同的螢光色彩,大大提升了讀數的便利性。

除了日本人之外,潛水錶的大哥勞力士在手錶夜光方面也展現著不凡的技術實力。勞力士的夜光材料名為Chromalight。Chroma的意思是「色度、飽和度」,。與一般標準的螢光材質相比,Chromalight的發光時間幾乎延長一倍。其發光強度更能在完整潛水過程中保持穩定,並維持超過8個小時。

2008年,勞力士在其防水深度達到3900米的潛水員專業腕錶蠔式恆動DEEPSEA上首次應用了Chromalight作為夜光材質,晶瑩的藍色讓無數人著迷。

貓頭鷹的夜光效果

朗格的Datograph表款的夜光效果

奢侈品牌裡的朗格,在對於夜光這件事更是不計成本,朗格採用的是紫外線激發磷螢光粉來實現發光。朗格在Lange系列和Zeitwerk(貓頭鷹)系列表款上所使用的夜光技術是通過在半透明的藍寶石水晶玻璃錶盤上增添一層金屬銀鍍膜、和一層氧化鈦塗層共兩層塗層,這兩個塗層能夠過濾掉大部分的可見光,但是紫外線卻可以通過,在經過日光中的紫外線的感光後激發磷螢光粉來發光,最終的效果相當的迷幻,在全黑環境裡更加風騷。

50噚的夜光效果

2003年,寶珀在其標誌性系列五十噚50周年限量版表款上,首次採用了藍寶石表圈,並且專門為藍寶石表圈研發了一種特殊的夜光粘合劑,目的是為了讓表圈與不同材質的表殼以及螢光刻度能夠更為牢固的粘合為一體。這種夜光粘合技術也成為了其首創的專利。

泰格豪雅競潛系列表款夜光效果

Nomos在黑暗中綻放的一抹幽藍

萬寶龍1858使用夜光塗層覆蓋了數字時標、時針以及錶盤上的地圖,夜光內容相當豐富。

帕瑪強尼的女巫表款將發光塗層覆蓋了兩個子錶盤、時標以及扇形指針,與深色背景,形成了強烈的對比。

上述的這些表款都是使用的原田健三研發的Super-LumiNova作為夜光塗層,目前世界上絕大多數的手錶品牌基本都會採用Super-LumiNova這一夜光解決方案,安全、亮度以及餘輝特性都不錯。畢竟氚氣燈管在造型方面以及半衰期還是有一定的局限。

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「鐳姑娘」事件:

1928年3月一具已經入土5年的美國女孩的屍骨被開棺驗屍。死者名叫艾米麗·馬基亞(史稱「鐳姑娘」),去世時剛滿25歲。棺材中只剩下一堆白骨,然而這副骸骨竟然能夠讓X光的底片曝光。

艾米麗·馬基亞生前在「美國鐳公司」工作,這個公司的主要業務之一就是生產塗有鐳塗料的鐘表, 工作內容就是把含鐳塗料刷在指針和錶盤刻度上,使用的是一個類似於毛筆的工具,為了能夠在鐘錶上精確塗抹,這些女孩經常會用舌頭舔一下讓筆尖變尖,孰不知這會讓她們每天都誤食金屬鐳,日積月累,這幫姑娘很快就發現了身體的異樣,他們相繼出現貧血、牙痛、下頜潰爛、關節疼痛、自發性骨折等病狀。最終她們通過多種途徑鎖定了最魁禍首就是是每天打交道的鐳,於是她們把自己的公司告上了法庭。

公司自然不願意承認,於是雙方之間展開了拉鋸戰,最終在僵持不下時,法醫決定對去世女孩艾米麗·馬基亞進行開棺驗屍。法醫選擇了艾米麗·馬基亞身體不同部分的骨頭,用X感光底片保住放在暗箱內,數天後,這些感光底片上竟然出現了密密麻麻的白點,從而證實了艾米麗·馬基亞的骨頭中,確實含有大量的發射線物質。

最終這些年輕的姑娘贏得了官司,但是長期攝入的鐳已經徹底摧毀了她們的身體,她們相繼因過量的輻射去世,後來將這些女孩稱之為「鐳姑娘」。

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  • 揭秘手錶上的夜光材料 - 新聞中心 - 九正建材網
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