CN115368017A - 着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品 - Google Patents

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Abstract

一种着色玻璃组合物及包含该着色玻璃组合物的玻璃制品，所述组合物包含：约45摩尔％至约80摩尔％SiO2；约6摩尔％至约22摩尔％Al2O3；0摩尔％至约25摩尔％B2O3；约7摩尔％至约25摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO；0摩尔％至约6摩尔％的SnO2、SnO或其组合；0摩尔％至约1.0摩尔％C；0摩尔％至约5摩尔％La2O3；以及0摩尔％至约10摩尔％PbO，并且其基本上不含碱金属。

Description

着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品
本申请是申请号为201780027818.4、申请日为2017年5月4日、名称为“着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该玻璃组合物的玻璃制品”的专利申请的分案申请。
背景
本申请要求2016年5月4日提交的第62/331803号美国申请的优先权权益，其内容通过引用全文纳入本文。
技术领域
本公开涉及着色硅铝酸盐玻璃组合物及包含该着色硅铝酸盐玻璃组合物的玻璃制品，更具体地，涉及包含铜作为着色剂的无碱金属的硅铝酸盐玻璃组合物。
背景技术
可向玻璃片中添加各种不同的材料以赋予玻璃片所需的色彩或颜色。然而，某些颜色的玻璃难以制造并且/或者需要昂贵的着色剂。例如，形成红色玻璃常需要使用昂贵的着色剂，如Au、Ag或Nd，或者需要使用有毒的着色剂，例如U、CdS、CdSe或Se。另外，着色玻璃一般由碱金属玻璃材料形成，其可能不与一些应用(例如电子器件应用)相兼容。因此，需要包含廉价且安全的着色剂的无碱金属的玻璃组合物。
发明内容
根据各个实施方式，提供了包含铜作为着色剂的无碱金属的硅铝酸盐玻璃组合物，以及包含该玻璃组合物的玻璃制品。所述玻璃制品可以是玻璃组合物的片材，或者可以是层压玻璃制品，该层压玻璃制品包含玻璃芯体层以及与该玻璃芯体层熔合的一层或多层玻璃包层。层压玻璃制品的玻璃芯体层或者一层或多层玻璃包层中的至少一者包含所述玻璃组合物。
根据各种实施方式，提供了着色玻璃组合物，其以氧化物计，包含：约45摩尔％至约80摩尔％SiO2；约6摩尔％至约22摩尔％Al2O3；0摩尔％至约25摩尔％B2O3；约7摩尔％至约25摩尔％的选自MgO、CaO、SrO、BaO及其组合的至少一种碱土氧化物；约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO；0摩尔％至约6摩尔％SnO2、SnO或其组合；0摩尔％至约1摩尔％C；0摩尔％至约5摩尔％La2O3；和0摩尔％至约10摩尔％PbO，并且其不含或者基本上不含碱金属。
在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据本公开的各个实施方式所述的一种示例性玻璃制品的截面图。
图2是根据本公开的各个实施方式所述的可用于形成示例性玻璃制品的溢流分配器的一个示例性实施方式的截面图。
图3-5是根据本公开的各个实施方式，示出了不同的示例性玻璃组合物的透射光谱的图。
图6是示出了蓝色玻璃、绿色玻璃和无色玻璃的色坐标的图。
图7是示出了红色玻璃的色坐标的图。
具体实施方式
现在将对示于附图中的示例性实施方式进行详细说明。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。附图中的部件不一定按比例绘制，而是重点在于说明示例性实施方式的原理。
如本文所用，术语“平均热膨胀系数”是指给定材料或层在0℃至300℃之间的平均线性热膨胀系数。如本文所用，除非另有说明，否则术语“热膨胀系数”是指平均热膨胀系数。例如，使用在ASTM E228“Standard Test Method for Linear Thermal Expansion ofSolid Materials With a Push-Rod Dilatometer”[《用推杆膨胀计测试固体材料线性热膨胀性的标准试验方法》]或ISO 7991:1987“Glass--Determination of coefficient ofmean linear thermal expansion.”[《玻璃——平均线性热膨胀系数的确定》]中所述的程序可确定CTE。
在本文中，玻璃组合物以其中包含的特定组分的摩尔％量(基于氧化物计)来表示，另有说明的除外。具有多于一种氧化态的任意组分可以以任意氧化态存在于玻璃组合物中。然而，这种组分的浓度以其中这种组分以其最低氧化态的氧化物表示，另有说明的除外。组分的量可以以范围来提供，并且给定组分的不同范围的端点可以进行组合来限定给定组分的含量范围。在本文中，具有多于一种氧化态的元素可以以其任意氧化态存在于玻璃组合物中。
在各个实施方式中，玻璃制品至少包含第一层和第二层。例如，第一层包含芯体层，并且第二层包含毗邻该芯体层的一层或多层包层。芯体层和包层可以是相对的术语。玻璃制品的至少一层包含着色层。着色层包含一种或多种着色剂，所述着色剂被构造用于赋予着色层色彩或颜色。第一层和/或第二层可以是包含玻璃、玻璃陶瓷或其组合的玻璃层。在一些实施方式中，第一层和/或第二层可以是透明玻璃层。例如，第一层和/或第二层包含的平均透射率在约400nm至约750nm的波长范围内为至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约98％或者至少约99％。在一些实施方式中，第一层和/或第二层包含可以是半透明或不透明的乳色玻璃。玻璃制品可包含玻璃片或含有合适的三维(3D)形状的成形玻璃制品。在一些实施方式中，第一层的平均热膨胀系数(CTE)大于第二层的平均CTE。这种CTE错配可有助于强化玻璃制品。
图1是包含层压玻璃层的层压玻璃制品100的一个示例性实施方式的截面图。玻璃制品100可以如图1所示是平面的或基本上平面的，或者可以是非平面的。例如，玻璃制品100可以是经过模制的或成形的。玻璃制品100包含第一层和第二层。在图1所示的实施方式中，第一层包含芯体层102，并且第二层包含第一包层104和第二包层106。芯体层102被设置在第一包层104与第二包层106之间。在一些实施方式中，第一包层104和第二包层106可以是外层，如图1所示。在其他实施方式中，第一包层104和/或第二包层106可以是设置在芯体层102与外层之间的中间层。
芯体层102包含第一主表面和与该第一主表面相对的第二主表面。在一些实施方式中，第一包层104与芯体层102的第一主表面熔合。另外，或者替换性地，第二包层106与芯体层102的第二主表面熔合。在这些实施方式中，第一包层104与芯体层102之间的界面和/或第二包层106与芯体层102之间的界面不含任何结合材料，例如聚合物夹层、粘合剂、涂层或被添加或构造以将各包层粘至芯体层的任何非玻璃材料。因此，第一包层104和/或第二包层106可以与芯体层102直接熔合或者可以直接毗邻芯体层102。
在各个示例性实施方式中，玻璃制品100可以包含一层或多层中间层，其被设置在芯体层102与第一包层104之间和/或芯体层102与第二包层106之间。例如，中间层包含在芯体层102与包层104、106的界面处形成的中间玻璃层和/或扩散层。扩散层可包含混杂区域，所述混杂区域包含毗邻该扩散层的每一层的组分。因此，两个直接毗邻的玻璃层在扩散层处熔合。在一些实施方式中，玻璃制品100包括玻璃-玻璃层压件(例如原位熔合的多层玻璃-玻璃层压件)，其中，直接毗邻的各玻璃层之间的界面是玻璃-玻璃界面。
在一些实施方式中，芯体层102包含第一玻璃组合物，并且第一包层104和/或第二包层106包含与第一玻璃组合物不同的第二玻璃组合物。例如，在图1所示的实施方式中，芯体层102包含第一玻璃组合物，且第一包层104和第二包层106各自包含第二玻璃组合物。在其他实施方式中，第一包层104包含第二玻璃组合物，且第二包层106包含不同于第一玻璃组合物和/或第二玻璃组合物的第三玻璃组合物。
玻璃制品100可使用合适的工艺来成形，例如熔合拉制、下拉、狭缝拉制、上拉或浮法。在形成玻璃制品100期间可层压玻璃制品的各个层，或者可先单独地形成玻璃制品的各个层，随后再层压形成玻璃制品100。在一些实施方式中，玻璃制品使用熔合拉制法来成形。
图2是可用于形成玻璃制品(例如玻璃制品100)的溢流分配器200的一个示例性实施方式的截面图。可如第4,214,886号美国专利所述来构造溢流分配器200，所述专利通过引用全文纳入本文。例如，溢流分配器200包含下溢流分配器220和位于该下溢流分配器上方的上溢流分配器240。下溢流分配器220包含槽222。熔化第一玻璃组合物224并将其以粘性态进料到槽222中。如下文进一步描述的，第一玻璃组合物224形成玻璃制品100的芯体层102。上溢流分配器240包含槽242。熔化第二玻璃组合物244并将其以粘性态进料到槽242中。如下文进一步描述的，第二玻璃组合物244形成玻璃制品100的第一包层104和第二包层106。
第一玻璃组合物224从槽222中溢流出，并且沿着下溢流分配器220的相对的外成形表面226和228向下流动。外成形表面226和228在拉制线230处汇合。沿着下溢流分配器220的相应的外成形表面226和228向下流动的第一玻璃组合物224的分开的流在拉制线230处汇合，它们在此处熔合在一起以形成玻璃制品100的芯体层102。
第二玻璃组合物244从槽242中溢流出，并且沿着上溢流分配器240的相对的外成形表面246和248向下流动。第二玻璃组合物244通过上溢流分配器240向外偏离，以使第二玻璃组合物在下溢流分配器220的周围流动，并与流过下溢流分配器220的外成形表面226和228的第一玻璃组合物224接触。使第二玻璃组合物244的分开的流与相应的第一玻璃组合物224的分开的流相熔合，所述第一玻璃组合物224的分开的流沿着下溢流分配器220的相应的外成形表面226和228向下流动。一旦在拉制线230处与第一玻璃组合物224的流汇合，则第二玻璃组合物244形成玻璃制品100的第一包层104和第二包层106。
在一些实施方式中，使粘性态的芯体层102的第一玻璃组合物224与粘性态的第一包层104和第二包层106的第二玻璃组合物244接触，以形成层压片。在一些这样的实施方式中，层压片是从如图2所示的下溢流分配器220的拉制线230处离开的部分玻璃带。玻璃带可例如通过重力作用和/或牵拉辊的方式从下溢流分配器220中拉制出来。玻璃带随着其远离下溢流分配器220而冷却。使用合适的技术来切断玻璃带以用于玻璃制品100，所述技术例如刻划、弯曲、热冲击和/或激光切割。
虽然图1所示的玻璃制品100包含三层，但是本公开旨在包括其他实施方式。在其他实施方式中，玻璃制品可具有确定数量的层，例如两层、四层或更多层。例如，可使用两个溢流分配器来形成包含两个层的玻璃制品，对所述两个溢流分配器进行定位，以使两个层在离开这两个溢流分配器的相应的拉制线的同时合并，或者可使用单个具有分开的槽的溢流分配器来形成包含两个层的玻璃制品，以使两种玻璃组合物流过溢流分配器的相对的外成形表面，并且在该溢流分配器的拉制线处汇合。可使用额外的溢流分配器和/或使用具有分开的槽的溢流分配器来形成包含四层或更多层的玻璃制品。因此，具有确定层数的玻璃制品可通过对溢流分配器进行相应改造来形成。
在一些实施方式中，芯体层102、第一包层104或第二包层106中的至少一种包含着色玻璃组合物。例如，第一玻璃组合物可以包含着色剂，以使芯体层102包含着色层。另外或者替换性地，第二玻璃组合物可以包含着色剂，以使第一包层104和/或第二包层106包含着色层。
在另外的实施方式中，第一包层和第二包层可以包含如本文所述的不同的玻璃组合物。在一些这样的实施方式中，第二玻璃组合物或第三玻璃组合物中的一者或二者可以包含着色剂，以使相应的第一包层和/或第二包层包含着色层。例如，第一包层和第二包层可包含相同或不同的着色剂，以使第一包层和第二包层具有相同或不同的色彩或颜色。
在一些实施方式中，玻璃制品100的多于一个层包含着色玻璃材料。例如，芯体层102和第一包层104或者第二包层106中的至少一个包层可以包含着色玻璃材料。在一些这样的实施方式，芯体层102的颜色和包层104和/或包层106的颜色可以彼此不相同。因此，芯体层102包含与第一包层104和/或第二包层106不同的色彩或颜色。在这样的实施方式中，玻璃制品100包含的色彩或颜色是芯体层102的色彩或颜色与第一包层104和/或第二包层106的不同的色彩或颜色的组合。因此，玻璃制品100的不同层中的不同着色玻璃材料可用于给予玻璃制品100所需的整体色彩或颜色。
在一些实施方式中，玻璃制品100的至少一个层包括含有作为着色剂的铜的玻璃材料。然而，在其他实施方式中，玻璃制品100的一个或多个其他层可以包括含有不同着色剂的玻璃材料，所述着色剂例如过渡金属、稀土元素及其组合，所述过渡金属选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Au、Ag、Pt、Ni、Mo和W。
在一些实施方式中，一层的玻璃组合物可以比另一层的玻璃组合物更适合包含着色剂。因此，至少在某些实施方式中，玻璃制品的层压结构能够使能产生所需颜色的着色剂包含到某一层中，该层具有与该着色剂最兼容的玻璃组合物。
在一些实施方式中，玻璃制品100包含至少约0.05mm、至少约0.1mm、至少约0.2mm或至少约0.3mm的厚度。另外，或者替换性地，玻璃制品100包含最高约5mm、最高约3mm、最高约2mm、最高约1.5mm、最高约1mm、最高约0.7mm或最高约0.5mm的厚度。仅作为非限制性实例，玻璃制品100可以包含约0.2mm至约3mm、约1mm至约3mm或约1.5mm至约2.5mm的厚度。在一些实施方式中，芯体层102的厚度与玻璃制品100的厚度的比值为至少约为0.7、至少约为0.8、至少约为0.85、至少约为0.9或至少约为0.95。在一些实施方式中，第二层(例如第一包层104和第二包层106中的每一者)的厚度为约0.01mm至约0.3mm。
在一些实施方式中，包层比芯体层薄。例如，第一包层与第二包层中的每一者均比如本文所述的设置在第一包层与第二包层之间的芯体层薄。在一些这样的实施方式中，第一包层和/或第二包层包含着色剂，以使相应的包层包含着色层。将着色剂限制在相对较薄的包层可减少为了在玻璃制品中获得所需色彩或颜色所使用的着色剂的量。另外，或者替换性地，相比于用于形成芯体层的玻璃材料的熔融设备，可使用较小的玻璃熔融设备(例如熔融罐)形成具有着色剂的玻璃材料以用于相对较薄的包层。因此，可使用包含着色剂的相对较少的玻璃材料的批料，并且可缩短转换到不同玻璃材料(例如，包含不同的着色剂)所需的时间。
在一些实施方式中，第一玻璃组合物和/或第二玻璃组合物包含适合利用本文所述的熔合拉制法形成玻璃制品100的液相线粘度。例如，第一层(例如芯体层102)的第一玻璃组合物包含至少约100kP、至少约200kP或至少约300kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，第一玻璃组合物包含最高约3000kP、最高约2500kP、最高约1000kP或者最高约800kP的液相线粘度。
另外，或者替换性地，第二层(例如第一包层104和/或第二包层106)的第二玻璃组合物包含至少约50kP、至少约100kP或者至少约200kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，第二玻璃组合物包含最高约3000kP、最高约2500kP、最高约1000kP或者最高约800kP的液相线粘度。第一玻璃组合物可有助于负载第二玻璃组合物到溢流分配器以形成第二层。因此，第二玻璃组合物可包含比通常认为适合利用熔合拉制法形成单层片的液相线粘度更低的液相线粘度。
在一些实施方式中，一层/一种玻璃组合物的液相线粘度可以比另一层/另一种玻璃组合物的液相线粘度更适合包含着色剂。因此，玻璃制品的层压结构能够使能产生所需颜色的着色剂包含到某一层中，该层具有与该着色剂最兼容的液相线粘度。
在一些实施方式中，可以将玻璃制品100构造成强化玻璃制品。例如，在一些实施方式中，第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物包含不同于芯体层102的第一玻璃组合物的平均热膨胀系数(CTE)。例如，第一包层104和第二包层106可以由平均CTE比芯体层102更低的玻璃组合物形成。该CTE错配(即第一包层104和/或第二包层106的平均CTE与芯体层102的平均CTE之间的差异)使得在玻璃制品100冷却后，即在包层中形成压缩应力并且在芯体层中形成拉伸应力。可在不使玻璃制品100经受热强化(例如回火)或化学强化(例如离子交换)工艺的情况下即实现这一强化。因此，通过本文所述的CTE错配对玻璃制品100进行强化能够使用与热强化和/或化学强化工艺不兼容的着色剂，例如掺铜玻璃，由于化学强化工艺可从玻璃中提取铜离子，因此掺铜玻璃往往不与化学强化工艺兼容。在各个实施方式中，第一和/或第二包层可各自独立地具有比芯体层更高的平均CTE、更低的平均CTE或基本上相同的平均CTE。
在一些实施方式中，芯体层102的平均CTE与第一包层104和/或第二包层106的平均CTE相差至少约5x10-7℃-1、至少约15x10-7℃-1、至少约25x10-7℃-1或者至少约30x10-7℃-1。另外，或者替换性地，芯体层102的平均CTE与第一包层104和/或第二包层106的平均CTE之间的差不超过约100x10-7℃-1、不超过约75x10-7℃-1、不超过约50x10-7℃-1、不超过约40x10-7℃-1、不超过约30x10-7℃-1、不超过约20x10-7℃-1或者不超过约10x10-7℃-1。在一些实施方式中，第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物包含最高约66x10-7℃-1、最高约55x10-7℃-1、最高约50x10-7℃-1、最高约40x10-7℃-1或者最高约35x10-7℃-1的平均CTE。另外，或者替换性地，第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物包含至少约为25x10-7℃-1或者至少约30x10-7℃-1的平均CTE。另外，或者替换性地，芯体层102的第一玻璃组合物包含至少约40x10-7℃-1、至少约50x10-7℃-1、至少约55x10-7℃-1、至少约65x10-7℃-1、至少约70x10-7℃-1、至少约80x10-7℃-1、或者至少约90x10-7℃-1的平均CTE。另外，或者替换性地，芯体层102的第一玻璃组合物包含最高约110x10-7℃-1、最高约100x10-7℃-1、最高约90x10-7℃-1、最高约75x10-7℃-1、或者最高约70x10-7℃-1的平均CTE。
在一些实施方式中，玻璃制品100的一层或多层包含可离子交换的玻璃组合物。例如，第一包层104和/或第二包层106包含可离子交换的玻璃组合物以使得玻璃制品在其成形之后可得到进一步的强化(例如获得比通过CTE错配达到的表面压缩应力更大的表面压缩应力)。适用于包层的示例性可离子交换玻璃组合物包括但不限于描述于第2015/0030827号美国专利申请中的那些，该美国专利申请通过引用全文纳入本文中。例如，在一些实施方式中，第一包层和/或第二包层包含碱金属。
芯体层102可包含碱金属，或者可基本上不含(例如包含小于约0.1摩尔％)或不含碱金属。另外，或者替换性地，芯体层102可以包含可离子交换的玻璃组合物以使得玻璃制品在其成形后可得到进一步强化(例如，在玻璃制品的相邻层之间通过离子交换而在芯体/包覆界面处获得增加的压缩应力，和/或沿着玻璃制品的边缘在芯体层的暴露部分获得表面压缩应力)。适用于芯体层的示例性可离子交换的玻璃组合物包括但不限于
Figure BDA0003843160590000081
玻璃组合物。包层可包含碱金属，或者可基本上不含(例如包含小于约0.1摩尔％)或不含碱金属。
在一些实施方式中，由着色剂产生的色彩或颜色可因玻璃制品经受离子交换工艺而受到影响。例如，在第一包层104和/或第二包层106包含着色剂的实施方式中，玻璃制品100可进行离子交换工艺以产生所需的颜色(例如通过改变存在于包层中的着色剂的性质来产生所需的颜色)。另外，或者替换性地，芯体层102包含着色剂，以使玻璃制品100可进行离子交换工艺(例如，用于进一步强化第一包层104和/或第二包层106)而基本上不会改变由着色剂产生的色彩或颜色。因此，包层在离子交换工艺期间保护了芯体层，使得着色剂基本上不受离子交换工艺影响。
在各个实施方式中，可对各玻璃层的相对厚度进行选择以得到具有所需强度性质的玻璃制品。例如，在一些实施方式中，对芯体层102的第一玻璃组合物以及第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物进行选择，以实现所需的CTE错配，并且结合该所需的CTE错配对各玻璃层的相对厚度进行选择，以在包层中得到所需的压缩应力并在芯体层中得到所需的拉伸应力。无意受限于任何理论，认为玻璃制品的强度主要可由各玻璃层的相对厚度和包层中的压缩应力来决定，而玻璃制品的断裂式样主要可由各玻璃层的相对厚度和芯体层中的拉伸应力来决定。因此，可对各玻璃层的玻璃组合物和相对厚度进行选择，以获得具有所需强度和/或断裂式样的玻璃制品。
玻璃制品可在无额外加工(例如热回火或离子交换处理)的刚形成状态下具有所需的强度和/或断裂式样。例如，相比于本文所述的经过热回火或离子交换的玻璃制品，刚形成的玻璃片或成形的玻璃制品可具有改进的强度。
在一些实施方式中，包层的压缩应力为最高约800MPa、最高约500MPa、最高约350MPa或最高约150MPa。另外，或者替换性地，包层的压缩应力为至少约10MPa、至少约20MPa、至少约30MPa、至少约50MPa或至少约250MPa。另外，或者替换性地，芯体层的拉伸应力为最高约150MPa或者最高约100MPa。另外，或者替换性地，芯体层的拉伸应力为至少约5MPa、至少约10MPa、至少约25MPa或至少约50MPa。
在一些实施方式中，玻璃制品100被构造成耐久性玻璃制品。例如，玻璃制品100抵抗因暴露于试剂而引起的降解。在一些实施方式中，第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物包含耐久性玻璃组合物，该耐久性玻璃组合物抵抗因暴露于试剂而引起的降解。在一些实施方式中，玻璃制品包含被包层覆盖的芯体。例如，如图1所示，芯体层102被包封在包含第一包层104和第二包层106的包层内。
在一些这样的实施方式中，芯体层102的第一玻璃组合物包含非耐久性玻璃组合物，该非耐久性玻璃组合物不抵抗因暴露于试剂而引起的降解。耐久性包层可有助于保护芯体免于暴露在试剂之中。在其他实施方式中，第一玻璃组合物包含耐久性玻璃组合物，该耐久性玻璃组合物抵抗因暴露于试剂而引起的降解。因此，由于芯体被包封在包层内，因此耐久性玻璃制品的芯体的第一玻璃组合物可包含耐久性或非耐久性玻璃组合物。在一些实施方式中，芯体层包含着色层，该着色层可以是非耐久性的，并且包层起到保护着色层的作用。另外，或者替换性地，芯体层包含与空气具有反应性的着色剂(例如Cu)，并且包层起到防止着色剂与玻璃制品表面的空气接触的作用。
在各个实施方式中，玻璃制品可用于受益于强度和/或化学耐久性的应用中。例如，化学耐久性对于将在户外使用玻璃的应用(例如汽车玻璃或建筑玻璃)而言可以是有益的，或者对于玻璃制品很可能与潜在的腐蚀性试剂如酸或碱接触的其他应用(例如实验室台面)而言可以是有益的。在这些相同应用中，强度可有益于避免玻璃制品断裂。
芯体层102的第一玻璃组合物及第一包层104和/或第二包层106的第二玻璃组合物可包含能够形成具有本文所述的所需性质的玻璃制品的合适的玻璃组合物。示例性玻璃组合物和示例性玻璃组合物的选定性质可包含描述于第PCT/US2015/029671号国际专利申请中的那些，所述国际专利申请通过引用的方式全文纳入本文。
在一些示例性实施方式中，提供了可经过着色和/或织构化的层压玻璃制品。如在本文中所使用的“织构化”层压玻璃制品包含至少约400Ra(微英寸，u-inch)，例如至少约410Ra(微英寸)、至少约420Ra(微英寸)、至少约430Ra(微英寸)、至少约440Ra(微英寸)、至少约450Ra(微英寸)、至少约460Ra(微英寸)、至少约470Ra(微英寸)、至少约480Ra(微英寸)、至少约490Ra(微英寸)、或者至少约500Ra(微英寸)的表面粗糙度。相反地，“光滑表面”包含小于约125Ra(微英寸)，例如小于约120Ra(微英寸)、小于约115Ra(微英寸)或小于约110Ra(微英寸)的表面粗糙度。例如，可以使用一个或多个织构化辊使层压玻璃制品中的一层或两层包层部分或完全织构化。在各个实施方式中，织构化层压玻璃制品可以通过包括以下步骤的方法形成：拉制玻璃层压件(例如从溢流分配器、狭缝拉制设备、浮浴或另一种玻璃成形设备中拉制出来)，所述玻璃层压件包含玻璃芯体层以及与芯体层热熔合的至少一层玻璃包层；通过使织构化辊沿着玻璃层压件的第一表面(例如包层的外表面)辊轧，同时(例如，随着玻璃层压件被拉制)使接触织构化辊的一部分玻璃层压件的温度在包层与芯体层的软化点之间，来对玻璃层压件进行织构化；以及切割织构化的玻璃层压件以形成织构化的层压玻璃制品。玻璃层压件的芯体层和包层中的一者或多者可以包含着色玻璃组合物，例如下述不含碱金属的硅铝酸盐玻璃组合物。例如，织构化的玻璃层压件可以包含：着色芯体层和无色包层；着色芯体层、无色第一包层和着色第二包层；着色芯体层、着色第一包层和着色第二包层；无色芯体层、着色第一包层和无色第二包层；或者无色芯体层和着色第一及第二包层。因此，织构化玻璃层压件可以包含任何上述着色层和/或无色层以形成不同的复合色彩。在一些实施方式中，芯体层的软化点可以高于包层的软化点，但是本公开不限于此。这种软化点差异能够获得相对更加粘或更加硬的芯体层，以在对相对不那么粘或比较软的包层进行织构化期间保持层压玻璃制品的形状和/或稳定性。
不含碱金属的硅铝酸盐玻璃组合物
在各个实施方式中，提供了不含碱金属的硅铝酸盐玻璃组合物，其包含作为着色剂的铜。在一些实施方式中，玻璃组合物可以不同颜色来着色。例如，玻璃组合物可以着色成蓝色、绿色、蓝绿色或红色。在其他实施方式中，玻璃组合物可以包含铜，但是可以表现出无色或基本上无色。至少在一些实施方式中，可以在玻璃成形期间实现玻璃组合物的着色。在其他实施方式中，可通过重新加热退火玻璃[例如通过烤烧(strike in)]来得到玻璃组合物。
玻璃组合物可以用作玻璃层压件(例如上述玻璃制品100)的芯体层、包层或其任意组合。例如，在一些实施方式中，玻璃组合物可用于形成玻璃层压件的着色芯体层、一层或多层着色包层、或其组合。在其他实施方式中，玻璃组合物可用于形成并非层压件的部分的玻璃片(例如单层玻璃片)。在一些实施方式中，玻璃组合物可具有抗微生物性质。在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含在被构造成波导的玻璃制品中。可以使用如上所述的熔合拉制工艺来形成玻璃组合物。
在各个实施方式中，玻璃组合物可以包含玻璃网络形成剂、一种或多种碱土氧化物、一种或多种氧化还原剂、以及铜。下表1示出了示例性的组成范围。
表1：示例性的玻璃组合物
(摩尔％) 最小值 最大值
玻璃网络形成剂 75 94
碱土氧化物 7 25
Cu/CuO 0.5 20
氧化还原剂 0 7
如表1所示，示例性的玻璃组合物可以包含约75摩尔％至约94摩尔％的玻璃网络形成剂，例如约77摩尔％至约93摩尔％、约78摩尔％至约92摩尔％、或约80摩尔％至约90摩尔％的玻璃网络形成剂。玻璃网络形成剂可以为金属硅酸盐。例如，玻璃网络形成剂可以包括SiO2和Al2O3，或者SiO2、Al2O3和B2O3，或者SiO2、Al2O3和/或B2O3、和/或P2O5。
示例性的玻璃组合物可以包括约7摩尔％至约25摩尔％的一种或多种碱土氧化物。例如，玻璃组合物可以包括约7.89摩尔％至约24.5摩尔％、约9摩尔％至约24摩尔％、或约10摩尔％至约23摩尔％的至少一种碱土氧化物。例如，在一些实施方式中，碱土氧化物可以选自MgO、CaO、SrO、BaO及其组合。
示例性的玻璃组合物可以包含约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO。例如，玻璃组合物可以包括约0.5摩尔％至约15摩尔％、约0.5摩尔％至约9摩尔％、约0.5摩尔％至约8摩尔％、约0.5摩尔％至约7、或约1摩尔％至约4.5摩尔％CuO。虽然组分的量是相对于CuO来描述的，但是铜可以任何氧化态包含在示例性的玻璃组合物中。
示例性的玻璃组合物可以包含约0摩尔％至约7摩尔％的氧化还原剂。例如，玻璃组合物可以包括约0摩尔％至约6摩尔％、约0.5摩尔％至约6摩尔％、约1摩尔％至约5摩尔％、或约1.5摩尔％至约4.5摩尔％的至少一种氧化还原剂。在一些实施方式中，玻璃组合物还可以包含选自SnO、SnO2、Sb2O3、As2O3、Ce2O3、Cl(例如来源于KCl或NaCl)、ZrO2、C或Fe2O3的氧化还原剂。例如，玻璃组合物可以包含一种或多种选自SnO2、木炭或其组合的另外组分。在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含SnO，并且可以不含其他氧化还原剂，例如Sb、As、S、C或Ce。
铜可以作为胶体金属存在于玻璃组合物中，并且根据其氧化态可以起到着色剂的作用。例如，在氧化还原剂包含Sn的实施方式中，在着色层中可发生以下反应中的一种或两种以控制着色层的颜色：
2Cu2++Sn2+→2Cu1++Sn4+；和
2Cu1++Sn2+→2Cu0+Sn4+。
虽然不希望受特定理论束缚，但是认为玻璃组合物的颜色根据铜的氧化态而变化，而铜的氧化态可受玻璃组合物的其他组分影响，这些其他组分起到之前未认识到的还原剂的作用。这可能至少部分是由于玻璃网络的结构改变所致。例如，玻璃组合物的颜色可以对应于Al2O3和B2O3的总量、碱土金属RO的总量之间的比值，以及碱土金属的平均离子半径。例如，RO/Al2O3或RO/(Al2O3+B2O3)的摩尔％比值可以与碱土金属的平均离子半径结合使用，以预测不同玻璃组合物的颜色。一般而言，RO/Al2O3>1的存在以及大的平均离子半径可与着红色相关。这些条件全部结合起来可以使铜阳离子还原成金属铜。
根据各个实施方式，RO/Al2O3的摩尔％比值可以在约0.5至约5的范围内，例如约1至约4。在一些实施方式中，RO/(Al2O3+B2O3)的摩尔％比值可以在约0.1至约4.5的范围内，例如约0.2至约4。
在各个实施方式中，玻璃组合物可以包含痕量的其他组分，例如ZrO2或其他无机组分。
在一些实施方式中，玻璃组合物可以具有蓝色的色彩。例如，玻璃组合物可以具有L*a*b*坐标为L*<96，a*<-1且b*<1的蓝颜色。
在一些实施方式中，玻璃组合物可以具有红色的色彩。例如，玻璃组合物可以具有L*a*b*坐标为L*<96，a*>0且0<b*/a*<1.5的红颜色。
在一些实施方式中，玻璃组合物可以具有绿色的色彩。例如，玻璃组合物可以具有L*a*b*坐标为L*<96，a*<0且b*>0的绿颜色。
根据各个实施方式，玻璃组合物可以包含下表2所示的组成范围和对应的示例性批料。
表2：示例性玻璃组合物
Figure BDA0003843160590000131
Figure BDA0003843160590000141
参考表2，示例性玻璃组合物可以包含玻璃网络形成剂，所述玻璃网络形成剂选自SiO2、Al2O3、B2O3以及它们的组合。例如，玻璃组合物可以包含SiO2和Al2O3来作为玻璃网络形成剂。在其他实施方式中，玻璃组合物可以包含SiO2、Al2O3和B2O3来作为玻璃网络形成剂。
在一些实施方式中，示例性玻璃组合物可以包含约40摩尔％至约80摩尔％SiO2。在其他实施方式中，玻璃组合物可以包含约45摩尔％至约75摩尔％SiO2、约50摩尔％至约72摩尔％SiO2、约60摩尔％至约70摩尔％SiO2、或约60摩尔％至约至少约71摩尔％SiO2。
另外，或者替换性地，示例性玻璃组合物可以包含约5摩尔％至约22摩尔％Al2O3。例如，玻璃组合物可以包含约6摩尔％至约至少约21摩尔％Al2O3、约7摩尔％至约20摩尔％Al2O3、约8摩尔％至约18摩尔％Al2O3、或约9摩尔％至约15摩尔％Al2O3。
在一些实施方式中，示例性玻璃组合物可以包含0摩尔％至25摩尔％的B2O3。例如，玻璃组合物可以包括0摩尔％至约24摩尔％B2O3、约1摩尔％至约22摩尔％B2O3、约5摩尔％至约18摩尔％B2O3、约6摩尔％至约15摩尔％B2O3、或约7摩尔％至约12摩尔％B2O3。在一些实施方式中，玻璃组合物可以不含或者基本上不含B2O3。
根据各个实施方式，示例性的玻璃组合物可以包含碱土金属氧化物，例如MgO、CaO、SrO、BaO或其组合。碱土金属氧化物可以源自硝酸盐、碳酸盐和/或纯的氧化物批料。
在各个实施方式中，示例性玻璃组合物可以包含0摩尔％至约9摩尔％MgO。例如，玻璃组合物可以包含0摩尔％至8摩尔％MgO、约1摩尔％至约7摩尔％MgO、约2摩尔％至约7摩尔％MgO、或约3摩尔％至约5摩尔％MgO。
另外，或者替换性地，示例性玻璃组合物可以包含MgO、CaO、BaO和/或SrO，其量独立地在0摩尔％至22摩尔％的范围内。例如，玻璃组合物可以包含MgO、CaO、BaO和/或SrO，其量独立地在以下范围内：0摩尔％至约21摩尔％、约1摩尔％至约20摩尔％、约2摩尔％至约15摩尔％、约3摩尔％至约12摩尔％、或约5摩尔％至约10摩尔％。
在各个实施方式中，示例性玻璃组合物可以包含锡(SnO2)和/或碳(例如木炭)来作为氧化还原剂。例如，玻璃组合物可以包含0摩尔％至约7摩尔％锡，其可以作为追加物来添加。在其他实施方式中，玻璃组合物可以包含0摩尔％至6摩尔％、约0.05摩尔％至约5摩尔％、约0.1摩尔％至约5摩尔％、约0.25摩尔％至约4摩尔％、或约0.5摩尔％至约3摩尔％锡。锡可以起到澄清剂的作用。在一些实施方式中，玻璃组合物可以不含或者基本上不含锡。玻璃组合物可以任选地包含约0摩尔％至约1摩尔％碳，例如约0摩尔％至约0.5摩尔％碳(例如，作为木炭、糖、淀粉或其他有机材料的形式)。
示例性的玻璃组合物可以包含最高达20摩尔％铜(CuO)。铜可以作为追加物被包含进来，或者可以不作为追加物被包含进来。在各个实施方式中，当铜作为着色剂时，相比于需要大量铜的常规玻璃组合物，所述玻璃组合物可以包含相对较少量的铜，并且仍然表现出所需的颜色。例如，在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含约0.1摩尔％至约15摩尔％、约0.25摩尔％至约8摩尔％、约0.5摩尔％至约4.5摩尔％、约0.75摩尔％至约3摩尔％、或约1摩尔％至约2摩尔％的铜。
在一些实施方式中，当玻璃组合物包含Al2O3<10摩尔％、B2O3<0.1摩尔％、BaO>2摩尔％、SnO2<1摩尔％且CuO>0.5摩尔％时，所述玻璃组合物可以具有宝石红色。当示例性的玻璃组合物包含Al2O3>10摩尔％、B2O3>0摩尔％、BaO<10摩尔％、SnO2≤0.1摩尔％、CuO≥0.5摩尔％时，所述玻璃组合物可以具有绿颜色。
当示例性的玻璃组合物包含BaO<10摩尔％时，所述玻璃组合物可以具有蓝颜色。当玻璃批料包含氧化剂(例如硝酸盐)，并且/或者玻璃批料不具有还原剂(例如碳)时，示例性的玻璃可以具有蓝颜色。
在任何的这些实施方式中，除了以本文所述的量来明确列出的组分外，玻璃组合物可以包含其他组分。
根据各个实施方式，在具有图1所示的一般构造的玻璃制品的至少一层中可以包含所述玻璃组合物。特别地，玻璃组合物可以用于形成玻璃制品的至少一个着色层，从而提供着色玻璃制品。在一些实施方式中，着色层可以是芯体层。在这种情形中，可以防止包含在玻璃组合物中的铜与空气和/或水反应。另外，或者替换性地，着色芯体层可以使玻璃制品具有3D外观或者提供单层着色玻璃制品中不存在的颜色深度。在这样的实施方式中，包层可以是基本上无色的或着色的，以通过结合不同的文中所述的有色包层和芯体层来得到具有所需颜色的玻璃制品。
在一些实施方式中，本文所述的玻璃制品可用作玻璃-聚合物层压件中的第一嵌板或层片。例如，玻璃-聚合物层压件包含彼此层压的第一嵌板和第二嵌板，其中，聚合物中间层被设置在所述第一嵌板与第二嵌板之间。在一些实施方式中，第二嵌板包含本文所述的第二玻璃制品。第二玻璃制品可具有与第一嵌板的玻璃制品相同或不同的构造。在其他实施方式中，第二嵌板包含单层玻璃片(例如退火玻璃片、热强化玻璃片或化学强化玻璃片)或聚合片(例如聚碳酸酯片)。中间层包含聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或另一种合适的聚合材料。
在各个实施方式中，本文所述的玻璃制品可被包含到交通工具中，例如汽车、船和飞机[例如窗玻璃(如挡风玻璃、窗户或侧边玻璃、镜子、柱、门的侧板、头枕、仪表盘、控制台或车座或者它们的任意部分]；建筑固定装置或结构(例如建筑物的内墙或外墙和地板)；电器(例如冰箱、烤箱、炉子、洗衣机、干燥机或另一种电器)；消费电子设备(例如电视机、笔记本电脑，电脑监测器以及手持式电子设备如移动电话、智能手机、平板电脑和音乐播放器)；家具；信息亭；零售亭等。例如，本文所述的玻璃制品可用于显示应用(如盖板玻璃、滤色器或玻璃背板)和/或触摸面板应用，借此玻璃制品能够使显示器和/或触摸面板具有玻璃制品的所需性质，如弯曲的形状、机械强度等。在一些实施方式中，这样的显示器可包含微LED、OLED、LCD、等离子体单元、电致发光(EL)单元阵列、或构造成发射辐射的另一种合适的元件。在其他实施方式中，这样的显示器可包括投影显示器。例如，玻璃制品包含用于显示投影于其上的图像的光散射特征。在另一个实例中，本文所述的玻璃制品可用于消费电子器件应用。例如，玻璃制品可用作移动电话或智能手机壳的零件(例如与显示器相对的装置的背面)。
在一些实施方式中，包含本文所述的玻璃制品的显示器对可见光至少部分透明。当显示图像投影于这种显示器上或这种显示器产生显示图像时，环境光(例如阳光)可能使显示图像难以看见或无法看见。在一些实施方式中，显示图像投影在其上的或显示图像从其中发射出来的显示器或其部分，可包括变暗材料，例如，无机或有机光致变色或电致变色材料、悬浮颗粒装置和/或聚合物分散液晶。因此，可调整显示器的透明度以增加显示图像的对比度。例如，在明亮的阳光下，通过使显示器变暗可降低显示器的透明度，以增加显示图像的对比度。可以自动控制调整[例如，响应于显示器表面暴露于特定波长的光(如紫外光)，或者响应于由光检测器(如光电眼)产生的信号]或者手动(例如由观看者)控制调整。
本文所述的玻璃制品可用于各种应用，例如包括用于消费或商用电子装置的盖板玻璃、滤色器或玻璃背板应用，所述消费或商用电子装置包括例如LCD、LED、微LED、OLED和量子点显示器、电脑监测器和自动柜员机(ATM)；用于触摸屏或触摸传感器应用；用于便携式电子装置，包括例如移动电话、个人媒体播放器和平板电脑；用于集成电路应用，包括例如半导体晶片；用于光生伏打应用；用于建筑玻璃应用；用于汽车或交通工具玻璃应用，包括例如窗玻璃和显示器；用于商用或家用电器应用；用于照明设备或引导标识(例如静态或动态引导标识)应用；或者用于交通运输应用，包括例如铁路和航空应用。
实施例
通过以下玻璃材料的实施例将进一步阐述各个实施方式。通过在具有介质的Turbula混合器中掺混批料1小时来形成玻璃片。在具有环境空气气氛的电炉中，在1650℃下将得到的混合物在Pt坩埚中熔化6小时。使得到的玻璃在约725℃至770℃的温度下退火。通过从退火玻璃中经芯钻取33mm直径的片，并且将该片抛光到0.7–0.8mm的厚度来制备用于透射及颜色测量的样品。使用X-Rite Color i7台式分光光度计、反射率/透射率参考水平、双光束球形分光光度计进行颜色测量，所述双光束球形分光光度计计算360nm至750nm波长的透射百分比，并为每个测量样品提供L*a*b*色坐标。计算D65光源和10度观看者的色坐标。使用式ABS＝-log(T/100)，根据透射数据来计算吸收(ABS)，其中T是透射百分比。
实施例1
由下表3所示的批料形成着红色的玻璃组合物。基于氧化物计的各个组分的量以摩尔％的形式在表3中给出。表3还包含厚度为0.7mm+/-0.1mm的选定玻璃组合物的L*a*b*色坐标。另外，表3提供了所包含的碱土金属氧化物(RO)的摩尔总量以及RO总量与Al2O3和(Al2O3+B2O3)的摩尔量的比值。
表3：示例性的红色玻璃组合物
(摩尔％) R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11
SiO<sub>2</sub> 48.7 62.3 71.2 66.3 69.3 67.3 68.3 68.3 68.3 69.3 68.3
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 9.6 16 7.75 9.63 6.63 9.6 9.6 9.6 6.1 9.63 9.6
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 18.6 5 1 3 3
CaO(碳酸盐) 14.88 14.88 6 15 17.5 14.88 18
SrO(碳酸盐) 10
BaO(碳酸盐) 22 16 10 6.08 6.08 22 15 6 7 6.08 3
CuO 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
SnO2 0.1 0.09 0.09 0.1 0.1 0.1 0.1 0.09 0.1
颜色 红 红 红 红 红 红 红 红 红 红 红
L* 24.12 93.29 2.16 57.34 28.42 3.07 6.59 23.04 1.73 41.61 95.55
a* 52.86 1.13 3.62 40.39 58.37 19.42 33.21 53.77 10.6 59.63 0.24
b* 39.14 0.51 0.72 34.65 48.1 5.05 11.05 39.16 2.72 55.23 1.28
总RO 22 16 20 20.96 20.96 22 21 21 24.5 20.96 21
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 2.29 1.00 2.58 2.18 3.16 2.29 2.19 2.19 4.02 2.18 2.19
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.78 0.76 2.29 1.66 2.18 2.29 2.19 2.19 4.02 2.18 2.19
表3：示例性的红色玻璃组合物(续)
(摩尔％) R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20
SiO<sub>2</sub> 68 68 68 68 68 68 68 68 68
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11 11 11 11 11 11 11 11 11
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 10 10 10 10 10 10 10 10
CaO 11 11 11 11 11 11 11 11 11
CuO 1.75 6 6 7 7 7 8 5 5
SnO2 5.25 1 2 0 1 2 2 1 2
颜色 红 红 红 红 红 红 红 红 红
总RO 11 11 11 11 11 11 11 11 11
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1 1 1 1 1 1 1 1 1
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
表3：示例性的红色玻璃组合物(续)
(摩尔％) R21 R22 R23 R24 R25 R26
SiO<sub>2</sub> 68 68 58.55 58.55 58.55 58.55
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11 11 8.53 8.53 8.53 8.53
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 10 25 25 25 25
CaO 11 11 7.89 7.89 7.89 7.89
CuO 4 4 5 10 15 20
SnO2 1.5 2 0.1 0.1 0.1 0.1
颜色 红/相分离 红/相分离 红 红 红 红
总RO 11 11 7.89 7.89 7.89 7.89
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1 1 0.92 0.92 0.92 0.92
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.52 0.52 0.24 0.24 0.24 0.24
图3是例示了着红色玻璃组合物R10和R11的吸收光谱的图。从图3中可知，着红色的玻璃组合物R10和R11在550-570nm具有局部最大吸光度，并且在600-700nm波长范围内的吸光度小于350-550nm波长范围内的吸光度。
实施例2
如上所述形成表4所示的着蓝色的玻璃组合物。基于氧化物计的各个组分的量以摩尔％的形式在表4中给出。表4还包含厚度为0.7mm+/-0.1mm的选定玻璃组合物的L*a*b*色坐标。另外，表4提供了所包含的碱土金属氧化物(RO)的摩尔总量以及RO总量与Al2O3和(Al2O3+B2O3)的摩尔量的比值。
表4：示例性的着蓝色的玻璃组合物
(摩尔％) B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
SiO<sub>2</sub> 68 48.7 67.3 69.3 66.95 67.3 68.95 71.15
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 9.6 9.6 9.63 10.49 9.6 10.49 7.75
B2O3 18.6 0.99
CaO(硝酸盐)
CaO(碳酸盐) 22 14.88 14.04 13.04
SrO(硝酸盐) 0.5 0.5
SrO(碳酸盐) 22 22 9.98
BaO(硝酸盐) 0.5 6.08
BaO(碳酸盐) 21.5 7.94 6.94 9.98
SnO<sub>2</sub> 0.1 0.1 0.09 0.08 0.1 0.08 0.1
CuO 1 1 1 1 1 1 1 1
颜色 蓝 蓝 蓝 蓝 蓝 蓝 蓝 蓝
L* 91.39 90.51 91.03 92.99 90.61 91.14 91.68 90.57
a* -5.45 -7.31 -5.92 -4.08 -5.93 -6.01 -4.58 -7.18
b* -1.34 -0.29 -1.1 0.75 0.45 -1.59 0.86 -1.95
总RO 22 22 22.5 20.96 21.98 22 19.98 20.01
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 2.2 2.29 2.34 2.18 2.1 2.29 1.9 2.58
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 2.2 0.78 2.34 2.18 2.1 2.29 1.9 2.29
图4是例示了着蓝色的玻璃组合物B1和B8的吸收光谱的图。从图4中可知，着蓝色的玻璃组合物B1和B8在约450nm至约550nm之间具有最小吸光度，这提供了蓝绿色或蓝色着色。
实施例3
如上所述形成表5所示的着绿色的玻璃组合物。基于氧化物计的各个组分的量以摩尔％的形式在表5中给出。表5还包含厚度为0.7mm+/-0.1mm的选定玻璃组合物的L*a*b*色坐标。另外，表5提供了所包含的碱土金属氧化物(RO)的摩尔总量以及RO总量与Al2O3和(Al2O3+B2O3)的摩尔量的比值。
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物
(摩尔％) G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9
SiO<sub>2</sub> 68 67.3 64.8 62.3 68.3 67.3 68.3 69.95 67.3
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 16 16 16 15.3 9.6 9.6 9.49 22
B2O3 2.5 5
CaO(硝酸盐) 0.5 0.5 0.5
CaO(碳酸盐) 21.5 16 16 16 10.9 22 15 13.04
BaO(硝酸盐)
BaO(碳酸盐) 6 6 6.94 10
SnO<sub>2</sub> 0.1 0.1 0.1 0.1 0.08 0<sup>.1</sup>
CuO 1 1 1 1 1 1 1 1 1
颜色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿
L* 90.8 91.76 92.03 91.53 92.14 93.58 91.32 90.84 91.01
a* -5.14 -3.08 -3.32 -4.09 -2.77 -2.44 -4.95 -5.41 -0.94
b* 2.49 4.57 3.84 3.71 3.67 2.63 1.32 1.01 0.78
总RO 22 16 16 16 17.4 22 21.5 19.98 10
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 2.2 1 1 1 1.14 2.29 2.24 2.11 0.45
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 2.20 1.00 0.86 0.76 1.14 2.29 2.24 2.11 0.45
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物(续)
(摩尔％) G10 G11 G12 G13 G14 G15 G16 G17 G18
SiO<sub>2</sub> 68.95 68.95 68.95 68.95 68.95 68.95 68.95 68.95 69.17
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10.49 10.49 10.49 10.49 10.49 10.49 10.49 10.49 10.51
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 9.89 9.89 9.89 9.89 4.89 9.89 9.89 9.89 9.53
MgO(纯) 2 8.09 2.01
CaO(碳酸盐) 8.09 8.09 8.09 10.59 10.09 8.13
SrO(碳酸盐) 2 10.09 0.56
BaO(碳酸盐) 2 2 4.5 0 10.09
SnO<sub>2</sub> 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
CuO 1 1 1 1 1 1 1 1 1
颜色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿
L* 94.67 94.84 95.1 95.51 93.06 94.44 94.24 94.26 94.3
a* -1.96 -159 -1.42 -1.51 -3/38 -1.93 -1.76 -1.62 -2.16
b* 1.8 2.04 1.88 0.67 1.49 2.35 1.98 2.24 2.38
总RO 10.09 10.09 10.09 10.09 15.09 10.09 10.09 10.09 10.7
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.96 0.96 0.96 0.96 1.44 0.96 0.96 0.96 1.02
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.98 0.5 0.5 0.5 0.53
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物(续)
(摩尔％) G19 G20 G21 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G28 G29 G30
SiO<sub>2</sub> 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 8
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
CaO 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 14
CuO 1 1.25 1.5 1 1.25 1.5 1.75 3 6 8 8 0.5
SnO<sub>2</sub> 3 3.75 4.5 2 2.5 3 3.5 3 0 0 1 0
颜色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿
总Ro 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 14
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.75
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.78
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物(续)
(摩尔％) G31 G32 G33 G34 G35 G36 G37 G38 G39 G40 G41
SiO<sub>2</sub> 68 68 70 62 54 68 68 68 68 68 68
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 14 11 11 11 11 11 11 11 11 11
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 10 8 16 24 10 10 10 10 10 10
CaO 12 8 11 11 11 11 11 11 11 11 11
CuO 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2 2 2 3 3 3
SnO<sub>2</sub> 0 0 0 0 0 1 1.5 2 1 1.5 2
颜色 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿
总RO 12 8 11 11 11 11 11 11 11 11 11
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1.2 0.6 1 1 1 1 1 1 1 1 1
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.6 0.33 0.58 0.41 0.31 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物(续)
(摩尔％) G42 G43 G44 G45 G46 G47 G48 G49 G50 G51
SiO<sub>2</sub> 68 68 68 68 68 68 68 68 68 58.55
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11 11 11 11 11 11 11 11 11 8.53
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10 10 10 10 10 10 10 10 10 25
CaO 11 11 11 11 11 11 11 11 11 7.89
CuO 4 0.5 0.5 1 1 1 2 2 2 1
SnO<sub>2</sub> 1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.5 0.1 0.2 0.5 0.1
颜色 绿/相分离 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿 绿
总RO 11 11 11 11 11 11 11 11 11 7.89
RO/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.93
RO/(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.24
表5：示例性的着绿色的玻璃组合物(续)
(摩尔％)G52G53G54G55G56G57G58
SiO269.368.367.369.368.369.368.3
Al2O39.615.3169.61.5.39.615.3
B2O3
MgO64.416
La2O332.2
PbO64.4
CaO(碳酸盐)151.0.91510.91.510.9
SnO20.10.10.10.10.10.1
CuO1111111
颜色绿绿绿绿绿绿绿
L92.7293.9391.7192.0793.4492.1793.67
a-3.48-2.24-5.92-3.69-2.17-4.58-6.85
b3.062.81.162.713.0513.638.46
总RO2115.3161510.91510.9
RO/Al2O32.19111.560.711.560.71
RO/(B2O3+Al2O3)2.19111.560.711.560.71
图5是例示了着绿色的玻璃组合物G1和G12的吸收光谱的图。从图5中可知，玻璃组合物G1和G12在约495nm至约570nm之间具有最小吸光度，这提供了绿色着色。
实施例4
由批料组合物C4制备基本上为无色的玻璃，所述批料组合物C4以摩尔％计包含：68.9SiO2、10.5A12O3、9.9B2O3、10.1SrO(作为碳酸锶)、0.1SnO2、1CuO和0.5C(作为木炭)。在厚度为0.7mm+/-0.1mm的样品上测得L*a*b*色坐标和透射性为：L*＝96.67，a*＝-0.08，b*＝0.44。图3、4和5示出了基本为无色的玻璃C4的吸收光谱。在约400至约750nm的波长下，C4的吸光度小于0.08，并且Δ吸光度(例如最大吸光度与最小吸光度之间的差)小于约0.01，这提供了基本上无色的组合物。
实施例5
如上所述形成表6所示的着红色的玻璃组合物，不同之处在于着色是通过下述来提供的：在玻璃组合物退火后，将玻璃再加热(例如烤烧)到与退火点相差+/-50℃内的温度，再加热0.5小时至24小时。基于氧化物计的各个组分的量以摩尔％的形式在表6中给出。表6还包含在进行再加热过程之前的厚度为0.7mm+/-0.1mm的选定玻璃组合物的L*a*b*色坐标。另外，表6提供了所包含的碱土金属氧化物(RO)的摩尔总量以及RO总量与Al2O3和(Al2O3+B2O3)的摩尔量的比值。
表6：示例性的红色烤烧玻璃组合物
Figure BDA0003843160590000261
Figure BDA0003843160590000271
图6是示出了蓝色玻璃、绿色玻璃和无色玻璃的色坐标的图。如图6所示，蓝色玻璃的a*坐标在约-4至约-7.5的范围内，并且b*坐标在约-2至约1的范围内。绿色玻璃的a*坐标在约-5.5至约-1的范围内，并且b*坐标在约1至约5的范围内。无色玻璃的a*和b*坐标为约(0,0.25)。
图7是示出了红色玻璃的色坐标的图。参考图7，红色玻璃的a*坐标在约1至约60的范围内，并且b*坐标在约0至约55的范围内。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以对本发明进行各种修改和变动而不偏离本发明的范围或精神。因此，本发明不受所附权利要求书及其等同形式以外的任何内容所限。
本申请还涉及以下项目。
1、一种玻璃组合物，基于氧化物计，其包含：
约45摩尔％至约80摩尔％SiO2；
约6摩尔％至约22摩尔％Al2O3；
0摩尔％至约25摩尔％B2O3；
约7摩尔％至约25摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自下组：MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；
约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO；
0摩尔％至约6摩尔％的SnO2、SnO或其组合；
0摩尔％至约1摩尔％C；
0摩尔％至约5摩尔％La2O3；和
0摩尔％至约10摩尔％PbO，
其中，所述玻璃组合物基本上不含碱金属。
2、如项目1所述的玻璃组合物，其包含选自下组的至少一种：
>0摩尔％至约22摩尔％MgO；
>0摩尔％至约22摩尔％CaO；
>0摩尔％至约22摩尔％SrO；
>0摩尔％至约22摩尔％BaO；
>0摩尔％至约5摩尔％La2O3；
>0摩尔％至约10摩尔％PbO；以及
其组合。
3、如项目1或项目2所述的玻璃组合物，其中，所述组合物基本上不含除SnO2和C之外的氧化还原剂。
4、如项目1至3中任一项所述的玻璃组合物，其中，至少一些铜为胶体金属形式。
5、如项目4所述的玻璃组合物，其中，至少一些胶体金属铜是通过玻璃组合物冷却到低于其退火点后对玻璃组合物进行再加热来形成的。
6、如项目1至5中任一项所述的玻璃组合物，其包含约1摩尔％至约8摩尔％CuO。
7、如项目1至5中任一项所述的玻璃组合物，其包含约0.5摩尔％至约4摩尔％CuO。
8、如项目1至7中任一项所述的玻璃组合物，其包含约1摩尔％至约25摩尔％B2O3。
9、如项目1至8中任一项所述的玻璃组合物，其中，由所述玻璃组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含蓝色的色彩以及在450nm至540nm之间的局部最小可见光吸光度。
10、如项目9所述的玻璃组合物，其中，所述玻璃片对于小于约380nm以及大于约600nm的可见波长具有大于0.15的吸光度。
11、如项目1至8中任一项所述的玻璃组合物，其中，由所述组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含绿色的色彩以及在495nm至570nm之间的局部最小可见光吸光度。
12、如项目11所述的玻璃组合物，其中，所述玻璃片对于小于约425nm以及大于约640nm的可见波长具有大于0.15的吸光度。
13、如项目1至8中任一项所述的玻璃组合物，其中，由所述组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含红色的色彩以及在550nm至570nm之间的局部最大可见光吸光度，并且在600nm至700nm的波长下的吸光度低于在350nm至550nm的波长下的吸光度。
14、如项目13所述的玻璃组合物，其中，所述玻璃片对于小于约575nm的可见波长具有大于0.08的吸光度。
15、如项目1至14中任一项所述的玻璃组合物，其中，所述组合物包含的Cu的摩尔％大于Sn的摩尔％。
16、如项目1至15中任一项所述的玻璃组合物，其中，所述组合物基本上不含B2O3。
17、如项目1至16中任一项所述的玻璃组合物，其中，所述玻璃组合物在刚成形时或者在经受热处理后着色。
18、如项目1至17中任一项所述的玻璃组合物，其中，所述玻璃组合物由包含氧化剂的批料形成。
19、一种层压玻璃制品，其包括：
玻璃芯体层；和
设置在所述芯体层的第一侧上的玻璃包层，
其中，芯体层或包层中的至少一者包含如项目1至18中任一项所述的玻璃组合物。
20、如项目19所述的层压玻璃制品，其中，所述包层与所述芯体层直接熔合。
21、如项目19或项目20所述的层压玻璃制品，其中：
所述芯体层包含所述玻璃组合物；
所述芯体层的色彩与所述包层的色彩不同；并且
所述包层包含第二玻璃组合物，以氧化物计，所述第二玻璃组合物包含：
约45摩尔％至约80摩尔％SiO2；
约6摩尔％至约22摩尔％Al2O3；
0摩尔％至约25摩尔％B2O3；
约7摩尔％至约25摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自下组：MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；
约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO；
0摩尔％至约6摩尔％的SnO2、SnO或其组合；
0摩尔％至约1摩尔％C；
0摩尔％至约5摩尔％La2O3；和
0摩尔％至约10摩尔％PbO。
22、如项目19或项目20所述的层压玻璃制品，其中：
所述芯体层包含所述组合物；并且
所述玻璃制品还包含第二玻璃包层，其被设置在与第一侧相对的芯体层的第二侧上。
23、如项目22所述的层压玻璃制品，其中，第一包层或第二包层中的至少一者包含织构化表面。
24、如项目22所述的层压玻璃制品，其中，所述织构化表面通过使所述第一包层或第二包层中的至少一者与织构化辊接触来形成。
25、如项目22至24中任一项所述的层压玻璃制品，其中，第一包层和第二包层中的每一者的热膨胀系数低于芯体层的热膨胀系数。
26、如项目22至25中任一项所述的层压玻璃制品，其中，第一包层和第二包层中的每一者包含织构化表面。
27、如项目22至26中任一项所述的层压玻璃制品，其中，第一包层和第二包层中的每一者基本上不含着色剂。
28、如项目22至26中任一项所述的层压玻璃制品，其中，第一包层和第二包层中的至少一者包含着色的含碱金属玻璃。
29、一种消费电子装置，其包含如项目19至28中任一项所述的层压玻璃制品。
30、如项目29所述的消费电子装置，其中，所述消费电子装置的壳包含所述层压玻璃制品。

Claims (10)

1.一种玻璃组合物，基于氧化物计，其包含：
约45摩尔％至约75摩尔％SiO2；
约7摩尔％至约22摩尔％Al2O3；
0摩尔％至约25摩尔％B2O3；
约8摩尔％至约23摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自下组：MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；
约0.5摩尔％至约10摩尔％CuO；
0摩尔％至约6摩尔％的SnO2、SnO或其组合；
0摩尔％至约1摩尔％C；和
其中，所述玻璃组合物基本上不含碱金属。
2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，至少一些铜为胶体金属形式。
3.如权利要求1所述的玻璃组合物，其包含以下中的至少一种：
约62摩尔％至约72摩尔％SiO2；
约10摩尔％至约23摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自下组：MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；
>0摩尔％的SrO和BaO；和
>0摩尔％的MgO和BaO。
4.如权利要求1所述的玻璃组合物，其包含约1摩尔％至约25摩尔％B2O3。
5.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，由所述组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含蓝色的色彩以及在450nm至540nm之间的局部最小可见光吸光度。
6.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，由所述组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含绿色的色彩以及在495nm至570nm之间的局部最小可见光吸光度。
7.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，由所述组合物形成，并且厚度为0.7mm的玻璃片包含红色的色彩以及在550nm至570nm之间的局部最大可见光吸光度，并且在600nm至700nm的波长下的吸光度低于在350nm至550nm的波长下的吸光度。
8.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中所述组合物基本上不含B2O3。
9.一种层压玻璃制品，其包括：
玻璃芯体层；和
设置在所述芯体层的第一侧上的玻璃包层，
其中，芯体层或包层中的至少一者包含如权利要求1所述的玻璃组合物。
10.如权利要求9所述的层压玻璃制品，其中：
所述芯体层包含所述玻璃组合物；
所述芯体层的色彩与所述包层的色彩不同；并且
所述包层包含第二玻璃组合物，以氧化物计，所述第二玻璃组合物包含：
约45摩尔％至约80摩尔％SiO2；
约6摩尔％至约22摩尔％Al2O3；
0摩尔％至约25摩尔％B2O3；
约7摩尔％至约25摩尔％的至少一种碱土氧化物，所述碱土氧化物选自下组：MgO、CaO、SrO、BaO及其组合；
约0.5摩尔％至约20摩尔％CuO；
0摩尔％至约6摩尔％的SnO2、SnO或其组合；
0摩尔％至约1摩尔％C；
0摩尔％至约5摩尔％La2O3；和
0摩尔％至约10摩尔％PbO。
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