Wer nachts auf eine Uhr schaut und die Zeit ablesen kann, hält das heute für selbstverständlich. Dahinter steckt jedoch eine über hundert Jahre andauernde Geschichte aus Entdeckungen, Katastrophen, Verboten und chemischen Durchbrüchen – eine Geschichte, die mit einem der gefährlichsten Elemente beginnt, die je in der Uhrmacherei eingesetzt wurden.

Das strahlende Gift: Radium

Die Karriere des Radiums in der Uhrmacherei begann kurz nach dem Ersten Weltkrieg – und damit rund zwei Jahrzehnte nach seiner Entdeckung.

Pierre and Marie Curie in ihrem Labor bei der Messung von Radioaktivität im Jahr 1904.

Pierre and Marie Curie in ihrem Labor bei der Messung von Radioaktivität im Jahr 1904.

Marie Curie und ihr Mann Pierre isolierten das Element 1898 aus Uranerz, eine Leistung, für die Marie Curie gleich zwei Nobelpreise erhielt. Die praktische Nutzung ließ nicht lange auf sich warten: Schon früh erkannte man, dass Radium in Kombination mit Zinksulfid dauerhaft leuchtet – ohne externe Lichtquelle, ohne Aufladung, schlicht aufgrund seines radioaktiven Zerfalls.

Diese US-Arbeiterinnen bemalten Zeiger und Zifferblätter ohne Schutzmaßnahmen mit Radium.

Diese US-Arbeiterinnen bemalten Zeiger und Zifferblätter ohne Schutzmaßnahmen mit Radium.

Uhrenmanufakturen, Instrumentenhersteller und Militärlieferanten griffen begierig zu. Die Zeiger und Indizes von Fliegeruhren und Taucheruhren wurden mit einer Mischung aus Radium und Zinksulfid von Hand bemalt – eine filigrane Tätigkeit, mit der überwiegend Frauen betreut wurden.

Radium wurde 1898 entdeckt. Mit ihm bemalte Ziffern und Zeiger strahlen heute noch.

Radium wurde 1898 entdeckt. Mit ihm bemalte Ziffern und Zeiger strahlen heute noch.

Was die Arbeitgeber wussten und verschwiegen: Radium zerfällt unter Alpha- und Gammastrahlung und hat eine Halbwertszeit von 1.600 Jahren. Die Strahlung schädigt Zellen und verursacht Krebs. Die Arbeiterinnen wurden angewiesen, ihre Pinsel mit den Lippen zu einer feinen Spitze zu formen. Das sogenannte »Lip-pointing« wurde zur Routinegeste – und zur Todesursache.

Tragik: Die Radium Girls

Die Frauen, die für die US Radium Corporation in Newark, New Jersey, arbeiteten, ahnten lange nichts von der Gefahr. Erst als sich ihre Zähne lösten, die Kieferknochen sich auflösten und Kolleginnen starben, begannen einige von ihnen zu kämpfen.
Die Zifferblattmalerin Charlotte Purcell demonstriert vor Gericht die von Fabrikarbeitern angewandte »Lippenspitzen«-Technik. Bild: Library of Congress / Wikimedia Commons / Britannica, via rarehistoricalphotos.com

Die Zifferblattmalerin Charlotte Purcell demonstriert vor Gericht die von Fabrikarbeitern angewandte »Lippenspitzen«-Technik. Bild: Library of Congress / Wikimedia Commons / Britannica, via rarehistoricalphotos.com

Mitte der 1920er Jahre klagten die sogenannten »Radium Girls« gegen ihren Arbeitgeber und gewannen. Dennoch endete der Einsatz von Radium in der Uhrmacherei nicht schlagartig, sondern schrittweise. Zifferblattziffern und Zeiger wurden noch bis in die frühen 1960er Jahre mit Radium behandelt, allerdings mit immer strengeren Schutzmaßnahmen. Das endgültige Verbot erfolgte Ende der 1960er Jahre. Für Sammler gilt: Vintage-Uhren aus dieser Ära sind beim Tragen unbedenklich, solange Gehäuse und Glas intakt sind.

Panerai: Die Leuchtmasse wird zum Namensgeber

Keine andere Uhrenmarke trägt die Geschichte der Leuchtmittel so offen im Namen wie Panerai. Das 1860 in Florenz gegründete Unternehmen belieferte die italienische Marine mit Tauch- und Kampfschwimmerausrüstung und entwickelte zu diesem Zweck schon früh eigene Leuchtmassen.

Sandwich Zifferblätter von Panerai aus dem Jahr 1938.

Die Sandwich Zifferblätter von Panerai aus dem Jahr 1938 besaßen eine Zwischenschicht aus dem selbstleuchtenden Radiomir.

Die erste heißt Radiomir, zusammengesetzt aus den italienischen Wörtern »radio« (Radium) und »mira« (Visier). Panerai patentierte diese radiumbasierte Leuchtpaste und verwendete sie ab 1936 auf den Zifferblättern der Uhren für die Marina Militare. Der erste Prototyp, den Panerai der italienischen Marine vorlegte, trug folgerichtig den Namen Radiomir. Als Radium nach dem Zweiten Weltkrieg zunehmend unter Verdacht geriet, entwickelte Panerai eine Nachfolgelösung auf Tritiumbasis, die am 11. Januar 1949 patentiert wurde. Der Name: Luminor. Auch dieses Mal wurde das Material zur Taufpatin einer ganzen Uhrenkollektion.

Die Panerai PAM01118 erschien 2020 als Hommage an 70 Jahre Luminor Leuchtmasse.

Die Panerai PAM01118 erschien 2020 als Hommage an 70 Jahre Luminor Leuchtmasse.

Die charakteristische Kronenbrücke, die zum Schutz der Aufzugskrone dient, kam in dieser Periode ebenfalls hinzu. Wer eine Radiomir oder Luminor trägt, trägt im Namen seiner Uhr die Entwicklungsgeschichte der Leuchtmasse am Handgelenk.

Der schwächere Bruder: Tritium

Als Radium verboten wurde, stand Tritium bereit – ein radioaktives Isotop des Wasserstoffs, das bereits seit den 1960er Jahren in der Uhrmacherei eingesetzt wurde.

Tritium ist ein radioaktives Wasserstoffisotop, das ab den 1960ern als selbstleuchtende Uhren-Leuchtmasse zum Einsatz kam.

Tritium ist ein radioaktives Wasserstoffisotop, das ab den 1960ern als selbstleuchtende Uhren-Leuchtmasse zum Einsatz kam.

Tritium sendet Beta-Strahlung aus, die im Gegensatz zur Gammastrahlung des Radiums nicht durch menschliche Haut dringt. Die Halbwertszeit beträgt nur 12,3 Jahre, was das Material aus Sicherheitssicht erheblich weniger problematisch macht. Die Anwendung erfolgte wie zuvor: als Farbe auf Zeiger und Indizes aufgetragen.

Zifferblätter mit Tritium sind mit den kleinen Buchstaben T an der 6-Uhr-Position gekennzeichnet.

Zifferblätter mit Tritium sind mit den kleinen Buchstaben T an der 6-Uhr-Position gekennzeichnet.

Auf dem Zifferblatt erkennbar ist Tritium an einem kleinen T beiderseits der 6-Uhr-Position, bei Militäruhren oft als H3 in einem Kreis angegeben. Der praktische Vorteil gegenüber Super-Luminova ist die Selbstleuchtung: Tritium leuchtet ohne externe Lichtquelle, solange das Material nicht vollständig zerfallen ist.

Mit Radium oder Tritium belegte Zifferblätter alter. Es entsteht eine von Sammlern geschätzte Patina.

Mit Radium oder Tritium belegte Zifferblätter alter. Es entsteht eine von Sammlern geschätzte Patina.

Der Nachteil ist die Vergänglichkeit. Nach einigen Jahren verblasst die Leuchtkraft, die Farbe der Tritiumapplikation wandelt sich von Weiß über Gelb zu Braun- und Kürbistönen. Unter Sammlern wird diese Patina durchaus geschätzt, da sie die Geschichte einer Uhr sichtbar macht. Auf Zifferblättern fand man mit der Zeit jedoch heraus, dass Tritium diffundieren und durch das Gehäuse in die Haut des Trägers gelangen kann. Tritiumfarbe auf Zifferblättern wurde 1998 verboten.

Tritium ohne Pinsel: die Gasröhrchen

Parallel zur Verbotsdiskussion fanden einige Hersteller einen anderen Weg mit Tritium. In Gasröhrchen wird Tritiumgas in winzige Röhrchen aus Borosilikatglas eingeschlossen, die direkt auf dem Zifferblatt oder in den Zeigern montiert werden.

Die mit Tritiumgas gefüllten Glasröhrchen leuchten ohne vorherige Aufladung rund 25 Jahre,

Die mit Tritiumgas gefüllten Glasröhrchen leuchten ohne vorherige Aufladung rund 25 Jahre,

Das Gas regt die Innenbeschichtung der Röhrchen zur Lumineszenz an, ohne dass Träger oder Hersteller mit radioaktivem Material in Berührung kommen. Der weltweite Marktführer für diese Technologie ist die MB-Microtec AG im bernischen Niederwangen. Das familiengeführte Unternehmen mit rund 60 Mitarbeitern, liefert seine Trigalight-Röhrchen an Uhrenmarken wie Ball Watch, Marathon und Luminox.

Die Befüllung der Trigalight-Röhrchen bei MB-Microtek.

Die Befüllung der Trigalight-Röhrchen bei MB-Microtek.

Wer die Produktion einmal von innen gesehen hat, versteht die Präzision, die hinter diesen winzigen Glasröhrchen steckt. Der Vorteil: dauerhaftes Leuchten ohne jede Aufladung, rund 25 Jahre lang. Der Nachteil: die Leuchtstärke ist geringer als bei Super-Luminova kurz nach der Aufladung, und die Röhrchen sind empfindlich.

Der neue Standard: Luminova und Super-Luminova

Mitte der 1990er Jahre änderte sich grundlegend, womit Uhren leuchten. Das japanische Unternehmen Nemoto & Co. Ltd. in Tokio hatte bereits Anfang der 1990er Jahre ein photolumineszentes Material auf Basis von Strontiumaluminat entwickelt: Luminova. Der entscheidende Unterschied zu Radium und Tritium: keinerlei Radioaktivität, keine Selbstleuchtung, stattdessen Lichtaufnahme und -abgabe auf physikalischer Basis.

Das radioaktive Radium zersetzte den Lack und erzeugte eine Patina. Diese imitiert das ungiftige Super-Luminova im Ton »Old Radium«.

Das radioaktive Radium zersetzte den Lack und erzeugte eine Patina. Diese imitiert das ungiftige Super-Luminova im Ton »Old Radium«.

Es funktioniert wie eine Lichtbatterie: Das Material absorbiert UV-Strahlung aus Sonnen- oder Kunstlicht, wodurch Elektronen in einen energetisch höheren Zustand angehoben werden. Erlischt die externe Lichtquelle, geben diese Elektronen beim Zurückfallen die gespeicherte Energie als sichtbares Licht ab. Dieser Prozess ist theoretisch unbegrenzt wiederholbar.
RC Tritec individualisiert die Emissionsfarben von Super-Luminova auf Kundenwunsch.

RC Tritec individualisiert die Emissionsfarben von Super-Luminova auf Kundenwunsch.

2007 begann die RC Tritec AG im appenzellischen Teufen mit der lizenzierten Produktion unter dem Namen Swiss Super-Luminova und wurde seither zum de-facto-Lieferanten eines Großteils der Schweizer Uhrenindustrie. Das Material ist chemisch ein Aluminat auf Basis von Strontium, Aluminium und seltenen Erden. Es besitzt eine Mohs-Härte von neun – nahe an Diamant mit zehn – und ist nicht toxisch.

Vom Rohstoff zum Leuchtpulver: wie Super-Luminova entsteht

Die Herstellung bei RC Tritec beginnt mit gereinigten Rohmaterialien, die in Tiegeln bei rund 1.500 Grad Celsius gebrannt werden. Das Rohpulver wird vor dem Brand manuell in Blöcke geschnitten; nach dem Brennvorgang haben die Blöcke ihre Leuchteigenschaften vollständig entwickelt und eine fast diamantartige Härte angenommen.

Die pulverförmigen Pigmente können im Siebdruck, Tampondruck, durch Sprühen, aber auch manuell aufgetragen werden.

Die pulverförmigen Pigmente können im Siebdruck, Tampondruck, durch Sprühen, aber auch manuell aufgetragen werden.

Im nächsten Schritt werden die Blöcke schrittweise und vorsichtig zu Pulver zermahlen: Das ist ein zeitintensiver Prozess, da zu aggressives Mahlen die Leuchtkraft zerstört. Das fertige Pulver wird gesiebt, nach Korngröße sortiert und in drei Qualitätsstufen für die Lichtintensitätsmessung geprüft, bevor es in verschiedenen Körnungen und Farben als Endprodukt abgeliefert wird.

Abstufungen: Qualitätsstufen und Emissionsfarben

Super-Luminova ist nicht gleich Super-Luminova. RC Tritec unterscheidet heute vier Qualitätsstufen: Standard Grade ist die Basis, die in der großen Mehrzahl günstigerer Uhren Verwendung findet. Grade A bietet verbesserte Leuchtkraft. Grade X1 markierte lange Zeit das Optimum: laut RC Tritec bis zu 60 Prozent heller als Standard nach zwei Stunden Dunkelheit.
Grade X2 GL Pigmente sind die jüngste Entwicklung von RC Tritec.

Grade X2 GL Pigmente sind die jüngste Entwicklung von RC Tritec.

Grade X2 ist die aktuellste Entwicklung und soll Grade X1 um bis zu 87 Prozent übertreffen und zudem leichter aufzuladen sein. Unabhängig von der Qualitätsstufe gibt es acht verschiedene Emissionsfarben, also Farben, in denen das Material im Dunkeln leuchtet. Die bekanntesten:
Kürzel Tagesfarbe Emission im Dunkeln Helligkeit relativ zu C3
C1 Weiß/Creme Blau-Weiß circa 31 Prozent
C3 Gelblich Intensivgrün 100 Prozent (Referenz)
C5 Gelblich-Grün Grün circa 89 Prozent
BGW9 Weiß Blau-Weiß Zweithellste Variante
Old Radium Warmes Gelb Gelblich Vintage-Referenz
Die Tagesfarbe eines Leuchtmittels und seine Emissionsfarbe im Dunkeln sind unabhängig voneinander. Ein Hersteller kann eine Uhr mit orange getönten Indizes ausliefern, die nachts grün leuchten. Dabei ist das Ergebnis vorhersagbar, weil die Rezepturen bei RC Tritec in einer wachsenden Bibliothek von Pantone-Referenzen hinterlegt sind.

Aufgemalt, aufgesetzt oder massiv

Die häufigste Applikationsform ist die klassische aufgetragene Leuchtmasse: Das Pulver wird mit einem Bindemittel vermischt und mit feinen pneumatischen Stiften auf Zeiger oder Indizes aufgetragen, anschließend mit Lack versiegelt. Diese Methode ist präzise und flexibel. Eine aufwändigere Alternative sind massive Leuchtmassenblöcke.
Sowohl die applizierten Indizes, die Zahl »12«, als auch der Stunden- und Minutenzeiger bestehen aus massiven hybridkeramischen Nachleuchtelementen.

Sowohl die applizierten Indizes, die Zahl »12«, als auch der Stunden- und Minutenzeiger der 903 von Sinn Spezialuhren bestehen aus massiven hybridkeramischen Nachleuchtelementen.

Dabei wird das Material nicht als Paste aufgetragen, sondern als fester Körper in die Aussparung eines Index oder eines Zeigers eingesetzt – ähnlich wie ein Stein in eine Fassung. Sinn Spezialuhren setzt diese Methode zum Beispiel bei der U50 SL ein.

»Les Cadraniers de Genève« erstellen Gussformen für Ziffern und Indizes, die bei RC Tritec mit Leuchtmittel befüllt werden.

»Les Cadraniers de Genève« erstellen Gussformen für Ziffern und Indizes, die bei RC Tritec mit Leuchtmittel befüllt werden.

Das Ergebnis ist eine deutlich höhere Dichte der Leuchtmasse pro Fläche, was in einer intensiveren und gleichmäßigeren Leuchtwirkung resultiert. RC Tritec bietet dieses Produkt unter dem Namen Lumicast an.

Hausmarken: Chromalight und Lumibrite

Einige Hersteller haben eigene Leuchtmassenformulierungen entwickelt, die auf denselben chemischen Grundlagen basieren, aber unter eigenem Namen vermarktet werden.

Rolex führte Chromalight 2008 mit der Deep Sea ein und rollte das Material schrittweise auf die Kollektion aus.

Rolex führte Chromalight 2008 mit der Deep Sea ein und rollte das Material schrittweise auf die Kollektion aus.

Rolex führte mit Chromalight eine Eigenentwicklung ein, die statt des üblichen Grüns ein blaues Leuchten emittiert und laut Rolex bis zu doppelt so lange leuchtet wie herkömmliche Leuchtmasse. Die chemische Basis bleibt Strontiumaluminat, ergänzt um Dysprosium und Europium.

Seiko vermarktet unter dem Namen Lumibrite ein Leuchtmittel, das direkt von Nemoto bezogen wird.

Seiko vermarktet unter dem Namen Lumibrite ein Leuchtmittel, das direkt von Nemoto bezogen wird.

Chromalight leuchtet durch seine Blaufärbung etwas schwächer als das grün-schimmernde Super-Luminova, ist aber wissenschaftlich die bessere Wahl für Instrumente, die im Dunkeln benutzt werden. Das ist der eigentliche funktionale Vorteil für Taucher oder Höhlenforschter. Seiko hingegen bezieht seine Leuchtmasse direkt von Nemoto, erhöht die aufgetragene Menge und vermarktet sie unter dem Namen Lumibrite.

Ausblick: das leuchtende Gehäuse

IWC Schaffhausen hat mit Ceralume einen konzeptionellen Schritt präsentiert, der über die Oberflächenapplikation hinausgeht. Keramikpulver wird homogen mit Super-Luminova-Pigmenten vermischt und dann zu Keramikbauteilen verarbeitet. Damit kann potenziell das gesamte Gehäuse leuchten.

IWC Schaffhausen hat mit Ceralume eine nachleuchtende Keramik entwickelt.

IWC Schaffhausen hat mit Ceralume eine nachleuchtende Keramik entwickelt.

In Labortests leuchtete eine entsprechende Konzeptuhr über 24 Stunden. Der Weg von Radium zu Ceralume ist einer der bemerkenswertesten Materialwandel in der Geschichte der Uhrmacherei. Er beginnt mit einem giftigen Strahler, der unzählige Menschenleben kostete, führt über ein radioaktives Zwischenkapitel und endet vorläufig bei einem nicht toxischen, nahezu ewig ladbaren Leuchtstoff auf keramischer Basis.

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