De Kunst en Wetenschap van Neon Reclame

Achtergrond

Een neonreclame is een verlichtingdisplay samengesteld uit glasbuizen gevuld met gas en gevormd in letters of decoratieve ontwerpen. Wanneer een hoogspanningsstroom door het gas loopt, emitteren de buizen licht. Hoewel neongas oorspronkelijk gebruikt werd, zijn nu diverse andere gassen – argon, krypton, xenon, en helium – gangbaar, en fosfaatcoatings laten meer dan 50 schitterende kleuren toe. Neonreclames variëren van een kleine bierflesadvertentie tot multi-verdiepings gevels op Las Vegas casino's.

Neonreclames zijn geëvolueerd uit 19e-eeuwse experimenten die hoogspanningsstromen toepasten op lage-druk gassen. In 1856 produceerde Heinrich Geissler een lichtbron door wisselstroom door een glasbuis te laten lopen. Opvolgend werk onthulde dat de meeste gassen elektriciteit geleiden en licht emitteren, maar reactieve gassen als CO₂ zouden electrode corroderen, levensduur verkortend. In 1898 fractioneerden Ramsay en Travers vloeibare lucht en ontdekken de edele gassen neon, argon, krypton, en xenon. Deze gassen zijn chemisch inert, reageren niet met electrode, en produceren kenmerkende kleuren: neon geeft een helder rood-oranje, argon een intense grijs-blauw of violet.

Fractionele distillatie bleef duur tot 1907 toen Georges Claude (Frankrijk) en Karl von Linde (Duitsland) een meer economische methode bedachten. Claude, oorspronkelijk gefocust op zuurstofproductie voor ziekenhuizen, zag potentieel in de inerte gassen. Hij toonde zijn eerste neonreclame op een Parijs tentoonstelling in 1910 en installeerde zijn eerste commerciële teken in 1912. In 1915 richtte hij de Claude Neon Sign Company op en begon met franchising.

Neonreclames arriveerden in de Verenigde Staten in 1923 toen Los Angeles autodealer Earle C. Anthony twee van Claudes tekens kocht voor zijn Packard dealership. Doorheen de jaren '20 en '30 werden neonbuizen integraal voor gebouwgevels. In 1947 begonnen Las Vegas casino's uitgebreide neonverlichting te tonen.

Tijdens de jaren '50 en '60 werd neon grotendeels vervangen door plastic tekens belicht door fluorescente buizen. In recente jaren heeft neon een renaissance beleefd in zowel commerciële signalering als als kunstmedium. Het Museum of Neon Art in Los Angeles bewaart historische en hedendaagse werken en biedt maandelijkse tours van opvallende neon displays over de stad.

Grondstoffen

Terwijl neongas nu gereserveerd is voor rood en oranje, domineren argon of argon-neon mengsels de meeste tekens. Het toevoegen van een kleine hoeveelheid kwik aan argon produceert een levendig blauw licht dat fosforescente coatings binnenin de glasbuis raakt, een spectrum van kleuren genererend. Optische tinten worden toegepast zoals nodig, of het glas kan helder blijven voor een helder blauw effect. Xenon, krypton, en helium worden occasioneel gebruikt voor specialiteitskleuren.

Glasbuizen zijn gemaakt van zacht loodglas dat gemakkelijk gebogen kan worden. Het varieert van 0,3 inch (8 mm) tot 1,0 inch (25 mm) in diameter en komt in lengtes van 4–5 voet (1,2–1,5 m).

Elektroden aan elk uiteinde zijn meestal zuiver ijzer omringd door een glazen jas. Een draad passeert door het gesloten uiteinde, de elektrode in de buis verzegelend. De hoogspanningsvoorziening wordt geleverd door een transformator die 120V opwaardeert tot zoveel als 15kV. Typische neontekens trekken 30–60mA, hoewel transformatoren op ongeveer het dubbele van die stroom gedimensioneerd zijn. GTO draad geïsoleerd voor minstens 7.500V verbindt de transformator met de elektroden en koppelt individuele secties in serie.

Tekstbuizen worden ondersteund door een dun staal skelet voor binnenunits, zwart geschilderd om zichtbaarheid te minimaliseren, de illusie van zweven gevend. Buitentekens kunnen hout, staal, of aluminium structuren gebruiken, met glazen supports en metalen basissen. De transformator wordt in een weerbestendige kast gehuisvest.

Ontwerp

Het fabriceren van een neonteken mengt kunst met engineering. Met slechts een paar uitzonderingen, is elk teken uniek en moet afgestemd zijn op het gewenste display en beschikbare ruimte. Ontwerpbeperkingen omvatten buisdiameter, minimale buigradius, en totale buislengte die de transformator kan aansturen. Kleinere diameters produceren helderder licht maar vereisen meer stroom, wat de totale lengte beperkt.

Het Productieproces

Het creëren van een neonteken is grotendeels een handmatig proces: het buigen van de buizen, bevestigen van elektroden, zuiveren van onzuiverheden, evacueren van lucht, en vullen met gas. De typische stappen zijn:

Voorbereiden van de Buizen

• Lengtes glasbuizen worden gereinigd en verticaal in een coatingmachine geplaatst. Een vloeibare fosfor suspensie wordt de buis in geblazen en laten terug aflopen. De buizen worden dan oven-gedroogd. Kleurtinten worden op gelijke wijze toegepast. Buizen bestemd voor neon (rood/oranje) of argon (blauw) worden helder gelaten.

Buigen van de Buizen

• Het tekentekenontwerp wordt in volle grootte op een hittebestendig asbestvel getekend. Glas wordt verzacht met gas-gefunde lintbranden (24 inch of langer) voor grote bochten en handbranden voor kleinere secties. Volgend de sjabloon, vormt een buizenbuiger het glas, warmteoverdracht en verzachting voelend. Een flexibele blaasslang voorkomt instorting door lucht terug in de te blazen naarmate het afkoelt. Buizen met beperkte diameters moeten bedienbaar blijven.
• Grote tekens worden gebouwd uit secties van 8–10 voet (2,4–3,1 m) lang. Twee lengtes worden verwarmd en gespleten; elektroden worden aan elk uiteinde gesmolten. Een kleine poort – een tubulatie genoemd – laat evacuatie met een vacuümpomp toe.

Bombarderen van de Buizen

• Onzuiverheden worden verwijderd door de buis te evacuëren, droge lucht weer te introduceren tot 0,02–0,04 in Hg (0,5–1,0 mm Hg), en een hoge-stroom transformator toe te passen. Terwijl 30 mA volstaat voor normale operatie, wordt 400–750 mA gebruikt tijdens bombarderen om glas te verwarmen tot ~420°F (216°C) en elektroden tot ~1.400°F (760°C). Dit drijft onzuiverheden uit, die dan door de pomp geventileerd worden.

Vullen van de Buis

• Na afkoeling wordt de buis onder lage druk met het gekozen gas gevuld. Voor een 0,6-inch (15 mm) buis is de vuldruk ~0,5 in Hg. De tubulatiepoort wordt dan geseald.

Ouderen van de Buis

• Om het gas te stabiliseren, ondergaat de gevulde buis een oudering of "burn-in" cyclus. Een transformator licht boven de operationele stroom wordt bevestigd. Een neonbuis moet volledige verlichting bereiken binnen 15 min; argon kan enkele uren duren. Als kwik toegevoegd wordt, wordt een druppel in de tubulatiepoort geïntroduceerd, dan langs de elektroden gerold. Enig flikkeren of hotspot duidt op de noodzaak om bombarderen en vullen te herhalen.

Installatie en Montage

• Kleine tekens worden op hun frame gemonteerd en op locatie bedraad. Grotere tekens worden in stukken gemonteerd en op gebouwgevels of supportstructuren geïnstalleerd. Zeer grote installaties kunnen maanden werk vereisen.

Kwaliteitscontrole

Alleen zuivere materialen en meticuleuze productie leveren een betrouwbare neonreclame op. Een goed gebouwd teken zou meer dan 30.000 uur moeten duren – ver overschrijdend de 750–1.000 uur levensduur van een typische 100-W gloeilamp.

Neonreclames moeten een UL-listing verkrijgen, wat onafhankelijke testagentschappen omvat, en moeten voldoen aan de National Electrical Code en lokale bouwcodes voor buitenainstallaties.

De Toekomst

Recente vooruitgang omvat compacte elektronische transformatoren die de oude neon zoem elimineren, en programmeerbare elektronische besturingen die elektromechanische kam-en-schakel systemen vervangen, wat knipperende of bewegende displays mogelijk maakt. Neon is ook in consumentenproducten overgeslagen – telefoons, kentekenplaat frames, en zelfs voertuigexterieurs.

Interesse wordt verwacht te blijven groeien. Japanse fabrikanten hebben het kleurenpalet uitgebreid boven de 50 klassieke tinten, en computer-gecontroleerde animaties worden steeds geavanceerder en flamboyanter.