有色玻璃容器及其制备方法

申请号 CN201380056923.2 申请日 2013-10-03 公开(公告)号 CN104755438A 公开(公告)日 2015-07-01
申请人 欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司; 发明人 E.奥尔德维; T.K.豪斯; D.贝克; S.巴顿; C.A.克利克;
摘要 潜在的 着色剂 、材料组合物、苏打-石灰- 二 氧 化 硅 玻璃组合物以及制备 颜色 -可渗透的玻璃容器的相关的方法。可将所述潜在的着色剂材料组合物引入到氧化还原值在-40至+20范围的多种 基础 玻璃组合物中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和颜色-可渗透的玻璃容器。引入到基础玻璃组合物中的所述潜在的着色剂材料组合物包括氧化亚 铜 (Cu2O)、氧化亚 锡 (SnO)、氧化铋(Bi2O3)和 碳 (C)的混合物。形成后,可将所述颜色-可渗透的玻璃容器 热处理 ,以使其中的红色或黑色渗透。
权利要求

1. 一种潜在的着色剂材料的混合物,配制所述混合物用于与化还原值在-40至+20范围的多种苏打-石灰二氧化基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃组合物和多种颜色-可渗透的玻璃容器,所述潜在的着色剂材料的混合物包括:
氧化亚(Cu2O)、氧化亚(SnO)、氧化铋(Bi2O3)和(C)。
2. 权利要求1的潜在的着色剂材料的混合物,其中配制所述混合物,以生产多种颜色-可渗透的玻璃组合物,所述组合物含有0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)、0.006-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)和0.02-0.10重量%碳(C)。
3. 权利要求1的潜在的着色剂材料的混合物,其中配制所述混合物,用于与氧化还原值在+2至+20范围的打火石和北极蓝基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃容器。
4. 权利要求1的潜在的着色剂材料的混合物,其中配制所述混合物,用于与氧化还原值在-20至-40范围的琥珀色基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃容器。
5. 权利要求1的潜在的着色剂材料的混合物,其中配制所述混合物,用于与氧化还原值在-20至+10范围的钴蓝基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃容器。
6. 权利要求1的潜在的着色剂材料的混合物,其中配制所述混合物,用于与氧化还原值为约-5的翡翠绿基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃容器。
7. 一种制备多种颜色-可渗透的玻璃容器的方法,所述方法包括以下步骤:
在氧化还原值在-40至+20范围的苏打-石灰-二氧化硅基础玻璃组合物中引入潜在的着色剂材料的混合物,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物,所述潜在的着色剂材料的混合物包含氧化亚铜(Cu2O)、氧化亚锡(SnO)、氧化铋(Bi2O3)和碳(C);和由所述颜色-可渗透的玻璃组合物形成多种颜色-可渗透的玻璃容器。
8. 权利要求7的方法,所述方法包括以下另外的步骤:
将多种颜色-可渗透的玻璃容器的至少一部分的温度提高超过600℃,以在多种玻璃容器的至少一部分中渗透红色或黑色。
9. 权利要求8的方法,其中所述温度-提高步骤包括将多种颜色-可渗透的玻璃容器的至少一部分加热至630-650℃的温度达30-40分钟,以在玻璃容器中渗透红色或黑色。
10. 权利要求8的方法,其中所述苏打-石灰-二氧化硅基础玻璃组合物为打火石或北极蓝玻璃组合物,并且将多种颜色-可渗透的玻璃容器的至少一部分加热至超过600℃的温度,以使其中的红色渗透。
11. 权利要求8的方法,其中所述苏打-石灰-二氧化硅基础玻璃组合物为琥珀色、钴蓝或翡翠绿玻璃组合物,并且将多种颜色-可渗透的玻璃容器的至少一部分加热至超过
600℃的温度,以使其中的黑色渗透。
12. 一种制备多种颜色-可渗透的玻璃容器的方法,所述方法包括以下步骤:
制备苏打-石灰-二氧化硅玻璃组合物,所述组合物包含:60-75重量% SiO2、7-15重量% Na2O、6-12重量% CaO、0.1-3.0重量% Al2O3、0.0-2.0重量% MgO、0.0-2.0重量% K2O和0.01-0.30重量% SO3;
将潜在的着色剂材料组合物混合至所述苏打-石灰-二氧化硅玻璃组合物中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物,所述组合物包含:0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、
0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)、0.0125-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)和0.02-0.10重量%碳(C);和
由所述颜色-可渗透的玻璃组合物形成多种颜色-可渗透的玻璃容器。
13. 权利要求12的方法,所述方法包括以下另外的步骤:
将多种颜色-可渗透的玻璃容器的至少一部分的温度提高超过600℃,以在多种玻璃容器的至少一部分中渗透红色或黑色。
14. 一种具有容器玻璃组合物的颜色-可渗透的玻璃容器(10),所述组合物包括:
基础玻璃部分,其包含:60-75重量% SiO2、7-15重量% Na2O、6-12重量% CaO、0.1-3.0重量% Al2O3、0.0-2.0重量% MgO、0.0-2.0重量% K2O和0.01-0.30重量% SO3;和潜在的着色剂部分,其包含:0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)和0.0125-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)。

说明书全文

有色玻璃容器及其制备方法

[0001] 本公开涉及玻璃容器,更具体地,本公开涉及玻璃容器的着色。
[0002] 背景和公开概述玻璃容器通常包含所谓的苏打-石灰玻璃,也称为苏打-石灰-玻璃。许多这样的容器为有色的,例如,用于美观或功能目的。有色玻璃容器可由包括一种或多种着色剂的苏打-石灰玻璃组合物生产。例如,绿色玻璃可由包括三氧化二铬(Cr2O3)作为着色剂的苏打-石灰玻璃组合物制成,而蓝色玻璃可通过向苏打-石灰玻璃组合物中加入氧化钴(CoO)而制成。说明这种类型的有色玻璃组合物的美国专利包括3,326,702、3,330,638、
3,345,190、3,498,806和4,312,953。
[0003] 在苏打-石灰玻璃组合物中的一些着色剂可能不会立即赋予玻璃颜色。相反,颜色可能需要通过称为"渗透(striking)"的热处理过程来显现。在该过程中,玻璃容器由含有“潜在的”着色剂材料的玻璃组合物形成。随后,将玻璃容器加热至稍微超过正常的退火温度的温度,使得在玻璃中的潜在的着色剂材料相互作用或“渗透”,以赋予玻璃颜色。说明使玻璃容器着色的该方法的美国专利包括2,672,423、3,513,003和3,627,548。
[0004] 根据本公开的一方面,一个通常的目的是提供潜在的着色剂材料的混合物,可将其引入到多种基础玻璃组合物中,以生产浅色或透明的玻璃容器,当热处理和渗透后,显现深红色或可见的黑色。因此,这些玻璃容器可称为“颜色-可渗透的”。热处理或渗透步骤为任选的,其赋予不同的有色玻璃容器的大量生产灵活性。
[0005] 本公开包括多个方面,它们可彼此单独或彼此组合实施。
[0006] 根据本公开的一方面,提供了一种潜在的着色剂材料的混合物,配制所述混合物用于与氧化还原值(redox numbers)在-40至+20范围的多种苏打-石灰二氧化硅基础玻璃组合物一起使用,以生产多种颜色-可渗透的玻璃组合物和多种颜色-可渗透的玻璃容器。所述潜在的着色剂材料的混合物包括氧化亚(Cu2O)、氧化亚(SnO)、氧化铋(Bi2O3)和(C)。
[0007] 根据本公开的另一方面,提供了一种制备多种颜色-可渗透的玻璃容器的方法。在该方法中,将潜在的着色剂材料的混合物引入到氧化还原值在-40至+20范围的苏打-石灰-二氧化硅基础玻璃组合物中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物。所述潜在的着色剂材料的混合物包括氧化亚铜(Cu2O)、氧化亚锡(SnO)、氧化铋(Bi2O3)和碳(C)。随后,由所述颜色-可渗透的玻璃组合物形成多种颜色-可渗透的玻璃容器。
[0008] 根据本公开的又一方面,提供了一种制备多种颜色-可渗透的玻璃容器的方法。在该方法中,制备了苏打-石灰-二氧化硅玻璃组合物,所述组合物包含:60-75重量% SiO2、7-15重量% Na2O、6-12重量% CaO、0.1-3.0重量% Al2O3、0.0-2.0重量% MgO、0.0-2.0重量% K2O和0.01-0.30重量% SO3,并且将潜在的着色剂材料组合物在苏打-石灰-二氧化硅玻璃组合物中混合,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物,所述组合物包含:
0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)、0.0125-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)和0.02-0.10重量%碳(C)。随后,由所述颜色-可渗透的玻璃组合物形成多种颜色-可渗透的玻璃容器。
[0009] 根据本公开的再一个方面,提供了一种具有容器玻璃组合物的颜色-可渗透的玻璃容器,所述组合物包括基础玻璃部分和潜在的着色剂部分。所述基础玻璃部分包含:60-75重量% SiO2、7-15重量% Na2O、6-12重量% CaO、0.1-3.0重量% Al2O3、0.0-2.0重量% MgO、0.0-2.0重量% K2O和0.01-0.30重量% SO3,而所述潜在的着色剂部分包含:
0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)和0.0125-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)。
[0010] 附图简述由以下描述、所附权利要求和附图,将最好地理解本公开,以及它们另外的目的、特征、优点和方面,其中:
图1为根据本公开的一个示例性实施方案的玻璃容器的侧视图。
[0011] 优选实施方案的详细描述根据目前公开的制备过程的示例性实施方案,已发现潜在的着色剂材料的混合物,可将其引入到具有一定范围的氧化还原值的多种基础玻璃组合物中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和颜色-可渗透的玻璃容器。通过目前公开的制备过程生产的颜色-可渗透的玻璃容器开始时为浅色或透明的,但是可加热至稍微超过正常的退火温度的温度,以使其中的红色或黑色渗透。
[0012] 本文使用的术语“浅色”为相对术语,指与当渗透后产生的深色红色或黑色玻璃容器相比,相对透明或半透明的玻璃。在一个实施方案中,开始浅色的颜色-可渗透的玻璃容器可看起来为无色或浅蓝色,但是当渗透后,可变为深红色。在另一实施方案中,开始浅色的颜色-可渗透的玻璃容器可具有琥珀色、钴蓝或翡翠绿着色,但是当渗透后,可变为可见的黑色。也就是,当渗透后,通过玻璃容器的可见光透射将降低,使得在手臂的长度,在自然光照条件(例如,间接日晒)下,玻璃容器通过人眼看起来为可见的黑色。
[0013] 图1说明如下文进一步描述的,可根据目前公开的制备过程的示例性实施方案生产的玻璃容器10的示例性实施方案。
[0014] 玻璃容器10可通过以下方法生产。除了以下公开以外,用于组成和熔融生产容器玻璃的示例性条件和程序可在例如Fay V. Tooley的Handbook of Glass Manufacture (玻璃制备手册)(第3版,Ashlee Publishing1984)中找到。
[0015] 所述方法可包括制备一批原料,即,用于颜色-可渗透的玻璃组合物的原料。根据本公开的实施方案,配制批量原料,以生产具有在预定的范围内的氧化还原电位或“氧化还原”电位的玻璃组合物。一种用于定量熔融玻璃的氧化还原电位的可接受的技术是通过计算其所谓的“氧化还原值”,如在Simpson和Myers的“The Redox Number Concept and Its Use by the Glass Technologist (氧化还原值概念及其在玻璃工艺学家的用途)”,Glass Technology,第19卷,第4期, 1978年8月4日,第82-85页中描述的。总的来说,“氧化”玻璃组合物定义为氧化还原值为零或以上的玻璃组合物,而“还原的”玻璃组合物定义为具有负氧化还原值的玻璃组合物。根据本公开的实施方案,配制批量原料,以生产氧化还原值在-40至+20范围的玻璃组合物。
[0016] 批量原料可包括苏打-石灰-二氧化硅玻璃前体材料,其可包括基础玻璃材料,以及任选的着色剂材料。基础玻璃材料可包括沙子(SiO2)、苏打灰(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、白石(CaMg(CO3)2)和含有氧化(Al2O3)的材料例如长石,以及碎玻璃。在批量原料中的着色剂材料可为金属化合物形式或含有在苏打-石灰玻璃中产生期望的颜色的特定的元素金属或金属化合物的材料。合适的着色剂材料的实例可包括,例如,的氧化物(例如,FeO或Fe2O3)、铬的氧化物(例如,CrO或Cr2O3)和/或钴的氧化物(例如,CoO或Co2O3)。
[0017] 批量原料还可包括对玻璃组合物具有氧化或还原效果的补充材料。例如,批量原料可包括一种或多种氧化剂,例如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4)、硝酸钠(NaNO3)和硝酸(KNO3),以及一种或多种还原剂,例如碳(C)、黄铁矿(FeS2)、铬铁矿(FeCr2O4)和硫化物型硫(例如,硫化亚铁FeS)。
[0018] 批量原料还可包括潜在的着色剂材料。潜在的着色剂材料可为混合物形式,例如合适的含有铜(Cu)、锡(Sn)、铋(Bi)和碳(C)的材料的混合物,其在熔体中反应,以形成氧化亚铜(Cu2O)、氧化亚锡(SnO)和氧化铋(Bi2O3)的氧化还原对。例如,可将铜(Cu)、锡(Sn)、铋(Bi)和碳(C)加入到元素形式和/或化合物形式(例如,为氧化物形式)的批量原料中。
[0019] 通过称为“渗透”的热处理过程,Cu2O、SnO和Bi2O3的氧化还原对能够在玻璃中形成胶态铜颗粒。然而,该氧化还原对不改变玻璃的颜色,直至对其适当地热处理。在常规的打火石或北极蓝基础玻璃中形成胶态铜颗粒赋予玻璃红色着色。在另一方面,当在常规的琥珀色、钴蓝或翡翠绿基础玻璃中形成胶态铜颗粒时,玻璃的颜色变为可见的黑色。因此,该氧化还原对允许由单一颜色-可渗透的玻璃组合物生产多于一种颜色的玻璃。例如,通过渗透仅一部分由玻璃组合物形成的玻璃容器,可由单一颜色-可渗透的玻璃组合物生产北极蓝玻璃容器和红色玻璃容器。作为另一个实例,通过渗透由玻璃组合物形成的玻璃容器的仅一部分,可由单一颜色-可渗透的玻璃组合物生产翠绿玻璃容器和黑色玻璃容器。
[0020] 所述方法可包括在玻璃批料炉中熔融批量原料,以生产熔融的玻璃。批量原料可在优选1400-1500℃的温度下熔融约2-4小时,更优选1425-1475℃,最优选约1450℃,保持约3小时。随后,熔融的玻璃可从罐中流至进行调理的精炼器。可将熔融的玻璃从炉引向一个或多个前炉
[0021] 在一个实施方案中,本文提及罐着色方法,在玻璃批料炉中熔融的批量原料可包括基础玻璃材料、潜在的着色剂材料和任选的一些其它着色剂材料。当该含有潜在的着色剂的批量原料在玻璃批料炉中熔融时,生产熔融的颜色-可渗透的玻璃组合物。本文使用的术语“颜色-可渗透的”指玻璃组合物或形成的玻璃容器包括潜在的着色剂材料,并且可加热至稍微超过正常的退火温度的温度,使得潜在的着色剂材料相互作用或“渗透”,以改变玻璃颜色。
[0022] 在另一实施方案中,本文提及前炉着色方法,在玻璃批料炉中熔融的批量原料可包括基础玻璃材料和任选的一些其它着色剂材料。然而,在该实施方案中,批量原料不含任何潜在的着色剂材料。当该批量原料在玻璃批料炉中熔融时,生产例如打火石、北极蓝、琥珀色、钴蓝或翡翠绿玻璃的熔融的玻璃组合物。随后,在分批式炉的下游,在一个或多个前炉中,将潜在的着色剂材料加入到基础玻璃组合物中。在该实施方案中,通过在一个或多个前炉中,在先前制备的基础玻璃中引入潜在的着色剂材料,制备颜色-可渗透的玻璃组合物。
[0023] 通过任一种方法制备的颜色-可渗透的玻璃组合物可认为具有基础玻璃部分和潜在的着色剂部分。
[0024] 基础玻璃部分可包括苏打-石灰-二氧化硅玻璃材料。例如,基础玻璃部分可包括与存在于打火石、北极蓝、琥珀色、钴蓝或翡翠绿玻璃中的材料基本相同的材料。
[0025] 术语“打火石玻璃”以其常规的含义用于玻璃技术,指通常无色或透明的玻璃,并且可表征为氧化还原值为零或以上的氧化的玻璃。例如,打火石玻璃的氧化还原值可在约+2至约+20范围。目前优选的打火石玻璃组合物可包含在以下重量范围的以下材料:更具体地,并且仅通过举例,目前优选的打火石玻璃组合物可基本以所述重量包含以下材料:
术语“北极蓝玻璃”同样以其常规的含义使用,并且指具有蓝色色调的浅色玻璃(例如,浅蓝色玻璃)。北极蓝玻璃也可表征为氧化还原值为零或以上的氧化的玻璃。例如,北极蓝玻璃的氧化还原值可在约+2至约+20范围。目前优选的北极蓝玻璃组合物可包含在以下重量范围的以下材料:
更具体地,并且仅通过举例,目前优选的北极蓝玻璃组合物可基本以所述重量包含以下材料:
术语“琥珀色玻璃”同样以其常规的含义使用,并且指具有琥珀色着色的玻璃,其降低光通过玻璃容器的透射。琥珀色玻璃可表征为氧化还原值为-20或更少的还原的玻璃。例如,琥珀色玻璃的氧化还原值可在约-20至约-40范围。目前优选的琥珀色玻璃组合物可包含在以下重量范围的以下材料:
更具体地,并且仅通过举例,目前优选的琥珀色玻璃组合物可基本以所述重量包含以下材料:
术语“钴蓝色玻璃”同样以其常规的含义使用,并且指具有蓝色着色的玻璃(例如,蓝色玻璃)。钴玻璃可表征为氧化还原值在约-20至约+10范围的还原的或氧化的玻璃。目前优选的钴蓝色玻璃组合物可包含在以下重量范围的以下材料:
更具体地,并且仅通过举例,目前优选的钴蓝色玻璃组合物可基本以所述重量包含以下材料:
术语“翡翠绿玻璃”也以其常规的含义使用,并且指具有绿色着色的玻璃。翡翠绿玻璃可表征为氧化还原值为约-5的还原的玻璃。例如,翡翠绿玻璃的氧化还原值可在约+1至-10范围。目前优选的翡翠绿玻璃组合物可包含在以下重量范围的以下材料:
更具体地,并且仅通过举例,目前优选的翡翠绿玻璃组合物可基本以所述重量包含以下材料:
颜色-可渗透的玻璃组合物的潜在的着色剂部分可包括氧化亚铜(Cu2O)、氧化亚锡(SnO)、氧化铋(Bi2O3)和碳(C)。如以上讨论的,已发现材料的该组合能够在苏打-石灰玻璃容器中渗透铜(Cu) (即,形成铜胶体)。此外,当以合适的量存在时,潜在的着色剂材料的该组合不会改变基础玻璃的着色,除非实施另外的热处理或渗透步骤。因此,在苏打-石灰玻璃组合物中使用这些潜在的着色剂材料可基于大量生产,提供生产不同的有色玻璃容器的灵活性。
[0026] 在潜在的着色剂部分中,氧化锡(SnO)与氧化铜(Cu2O)的摩尔比可为约1,例如,摩尔比可在0.9-1范围,或在约1-0.9范围。然而,潜在的着色剂部分适宜可含有过量的氧化锡(SnO)。例如,当在潜在的着色剂部分中存在过量的氧化锡(SnO)时,氧化锡(SnO)与氧化铜(Cu2O)的摩尔比可为约1.5。
[0027] 在一个实施方案中,颜色-可渗透的玻璃组合物可包括约0.175重量%氧化亚铜(Cu2O)、约0.25重量%氧化亚锡(SnO)、约0.0125重量%氧化铋(Bi2O3)和约0.06重量%碳(C)。例如,颜色-可渗透的玻璃组合物可包括0.0875-0.35重量%氧化亚铜(Cu2O)、0.06-0.5重量%氧化亚锡(SnO)、0.006-0.05重量%氧化铋(Bi2O3)和0.02-0.10重量%碳(C)。
[0028] 在另一实施方案中,颜色-可渗透的玻璃组合物可包括基本上0.175重量%氧化亚铜(Cu2O)、基本上0.25重量%氧化亚锡(SnO)、基本上0.0125重量%氧化铋(Bi2O3)和基本上0.06重量%碳(C)。本文使用的术语"基本上"指在玻璃容器制备行业常规的制备公差内。
[0029] 颜色-可渗透的玻璃组合物的其余部分可包括少量的其它材料。这样的材料可为添加剂、来自碎玻璃的残余的材料和/或在玻璃容器制备行业典型的杂质。这样的材料可以痕量存在,例如,小于0.2重量%。在一个具体实例中,颜色-可渗透的玻璃组合物的其余部分可包括痕量的TiO2、BaO和/或SrO。
[0030] 所述方法还可包括由颜色-可渗透的玻璃组合物形成玻璃容器,并且这些玻璃容器可称为“颜色-可渗透的”。位于一个或多个前炉的下游端的进料器可配出熔融的玻璃的料(gobs),并且将它们递送至形成玻璃容器的机器。随后,料块可形成为玻璃容器,例如,通过压-吹或吹-吹过程,或通过任何合适的设备采用任何其它合适的方式,在单个的区段机器中。
[0031] 所述方法还可包括采用任何合适的方式使颜色-可渗透的玻璃容器退火,例如,在退火窑中。在退火窑的入口、热端或上游部分,其中的温度可为550-600℃。通过退火窑,温度可逐步下降至退火窑的下游部分、冷却端或出口的温度,例如至其中的温度为130℃-65℃。在任何情况下,可将颜色-可渗透的玻璃容器退火,优选在550-600℃下退火
30-90分钟,更优选在525-575℃下退火45-75分钟,最优选在基本上550℃下退火1小时。
[0032] 所述方法还可包括将颜色-可渗透的玻璃容器的温度提高超过它们退火的最高温度(即,最高退火温度),以将红色或黑色着色渗透至玻璃容器中。因此,该温度-提高步骤可称为"渗透"。
[0033] 渗透或温度-提高步骤可包括,例如,在600-680℃下热处理颜色-可渗透的玻璃容器达10-90分钟,以产生渗透的-黑色或渗透的-红色玻璃容器。在一个更具体的实例中,温度-提高步骤可包括在630-650℃下热处理颜色-可渗透的玻璃容器达30-40分钟。
[0034] 在一个实施方案中,温度提高或渗透步骤可在退火步骤之后进行。例如,炉或二级退火窑可在退火窑的下游在线或离线使用。颜色-可渗透的玻璃容器的温度可在炉或二级退火窑中提高至适于在玻璃容器中渗透期望的颜色的温度和时间。随后,渗透的-黑色或渗透的-红色玻璃容器的温度可逐步下降,例如,根据退火进程,以避免容器破碎或失效。
[0035] 在另一实施方案中,温度提高或渗透步骤可在退火步骤开始的时间和在退火步骤结束的时间之间进行。在一个实例中,与退火窑相邻,可离线使用单独的炉。在另一实例中,退火窑可根据修改的加热温度曲线图(heating profile)操作。例如,修改的加热温度曲线图可包括修改以包括适于在退火之前、期间或之后,在玻璃容器中渗透期望的颜色的温度和时间的典型退火温度曲线图。
[0036] 在一些方面,玻璃容器可具有不同于颜色-可渗透的玻璃组合物的容器玻璃组合物。例如,保留在玻璃容器中的三氧化硫(SO3)的量可基本上小于用于制备颜色-可渗透的玻璃组合物的三氧化硫(SO3)的量。然而,保留在玻璃容器中的三氧化硫(SO3)的实际量将根据基础玻璃的组成和在颜色-可渗透的玻璃组合物中碳(C)的量而变。总的来说,加入到基础玻璃组合物的碳(C)的量越多,则保留在玻璃容器中的三氧化硫(SO3)的量越少。
[0037] 在合适的实施方案中,保留在玻璃容器中的三氧化物(SO3)的量在0.01-0.22重量%范围。在一个具体的实施方案中,氧化还原值在零至+14范围的氧化的玻璃组合物通常导致包括约0.04-0.14重量%三氧化硫(SO3)的玻璃容器。在另一个具体的实施方案中,氧化还原值在-4至-40范围的还原的玻璃组合物通常导致包括约0.005-0.02重量%三氧化硫(SO3)的玻璃容器。
[0038] 在一个代表性实例中,通过向北极蓝玻璃组合物中加入潜在的着色剂材料,制备颜色-可渗透的玻璃组合物。所制备的颜色-可渗透的玻璃组合物包括0.11重量%三氧化硫(SO3)和0.089重量%碳(C),并且发现由该颜色-可渗透的玻璃组合物形成的玻璃容器含有0.043重量%三氧化硫(SO3),为初始量的约40%。
[0039] Cu2O、SnO和Bi2O3的潜在的着色剂材料可大量保留在容器玻璃组合物中。例如,在颜色-可渗透的玻璃组合物中,约75-100%的Cu2O、SnO和Bi2O3可保留在容器玻璃组合物中。
[0040] 根据本公开,提供潜在的着色剂材料的混合物,可将其引入到具有一定范围的氧化还原值的多种基础玻璃组合物中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和可为渗透的红色或黑色的颜色-可渗透的玻璃容器,取决于基础玻璃的组成。
[0041] 在一个实施方案中,可将该潜在的着色剂材料的混合物引入到氧化还原值在+2至+20范围的打火石玻璃或北极蓝玻璃中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和可为渗透的红色的颜色-可渗透的玻璃容器。在另一实施方案中,可将潜在的着色剂材料的混合物引入到氧化还原值在-20至-40范围的琥珀色基础玻璃中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和可为渗透的黑色的颜色-可渗透的玻璃容器。在又一实施方案中,可将潜在的着色剂材料的混合物引入到氧化还原值在-20至+10范围的钴蓝基础玻璃中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和可为渗透的黑色的颜色-可渗透的玻璃容器。在再一个实施方案中,可将潜在的着色剂材料的混合物引入到氧化还原值为约-5的翡翠绿基础玻璃中,以生产颜色-可渗透的玻璃组合物和可为渗透的黑色的颜色-可渗透的玻璃容器。实施例
[0042] 在实验室环境中制备若干玻璃测试样品,并且观察在每一个样品中的颜色。
[0043] 在以下实施例的每一个中,制备和使用批量原料,以生产300g熔融的玻璃。对于每一种玻璃组合物,根据在玻璃行业中常见的标准批量计算实践称出所需量的每一种原料。随后,使用研钵和研杵将原料压碎和研磨,以破坏凝聚的材料,并且使用混合器混合在一起约10分钟。混合时,将坩锅在1350℃的炉中预热约10分钟。将坩锅从炉移除,将整批原料加入到坩锅中。将坩锅再次放置在炉中,将炉的温度升高,以形成温度为约1450℃的玻璃熔体。将玻璃熔体在该温度下保持约3.5小时。
[0044] 随后,将熔融的玻璃倒成啪的一声骤冷饼状物(splat quenched patties)。将一些饼状物放置在550℃的退火炉中,而一些饼状物不退火。将放置在退火炉中的饼状物在约550℃的温度下退火约10-20分钟,随后退火炉的啪地一声打开,直至退火炉温度降至约
300℃的温度。随后,退火炉温度设定为20℃,让玻璃冷却至室温过夜。
[0045] 实施例1在该实施例中,制备和使用批量原料,以生产300g颜色-可渗透的玻璃。该批料包括用于打火石玻璃组合物所需的原料以及合适量的潜在的着色剂材料。
[0046] 在使颜色-可渗透的玻璃饼状物退火后,将它们在550、600和650℃的炉温下热处理30、60、90、120、150和180分钟的持续时间。在550℃下,在150分钟后,观察到均匀的渗透和良好的红色。在600和650℃下,在30分钟内,样品渗透红色的阴影,随后颜色继续加深,到180分钟,几乎为黑色。
[0047] 实施例2在该实施例中,批量原料包括钴蓝色玻璃组合物所需的原料以及合适量的潜在的着色剂材料。
[0048] 在使颜色-可渗透的玻璃饼状物退火后,将它们在550、600和650℃的炉温下热处理15-90分钟的持续时间。在600和650℃下,到30分钟,样品渗透黑色。
[0049] 实施例3在该实施例中,批量原料包括翡翠绿玻璃组合物所需的原料以及合适量的潜在的着色剂材料。
[0050] 在该混合物中,碳的比率为对于翡翠绿玻璃来讲是标准的碳与二氧化硅比率。这不同于打火石玻璃(以上),不同在于存在相对多的碳。为了生产翡翠绿玻璃,可寻求-5.3至-5.8的氧化还原值,并且可通过调节在批料中碳的量而得到。
[0051] 因此,已公开了生产颜色-可渗透的玻璃组合物和颜色-可渗透的玻璃容器的合适的方法,其充分满足先前描述的所有目的和目标。结合若干示例性实施方案已呈现本公开,并且已讨论另外的修改和变化。鉴于前述讨论,本领域普通技术人员可以容易地想到其它修改和变化。
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