KR20210122277A - 다색 유리 및 유리-세라믹 물품 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

다색 유리 및 유리-세라믹 물품 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

물품으로서: 40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 15 mol%의 WO3; 1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3; 0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 및 1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함한다. 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol% 범위이다.

Description

다색 유리 및 유리-세라믹 물품 및 이를 제조하는 방법
본 출원은 2019년 2월 12일 출원된 미국 가출원 번호 제 62/804,271 호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 본원에 의존되며 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
본 개시의 기술 분야
본 개시는 일반적으로 다색 유리 및 유리-세라믹 물품, 및 보다 구체적으로, 다색 텅스텐 및 몰리브덴 청동 유리 및 유리-세라믹 물품을 형성하는 조성물 및 방법에 관한 것이다.
착색된 및/또는 반사 유리 물품은 다양한 적용에 사용된다. 유리 탱크가 한 색상에서 다른 색상으로 전환될 때 생성되는 중단 시간(down time) 및 판매 불가능한 유리와 결합된 낮은 생산량은 물품의 다양한 색상을 제공하는 것을 경제적으로 어렵게 한다. 예를 들어, 제공되는 색상의 수가 증가함에 따라, 별도의 생산 라인 및/또는 보다 많은 판매 불가능한 유리가 생산되어야 한다.
다색 유리 재료의 개발은 광투과율을 조절할 수 있는 조절 가능한 광 투과율을 갖는 귀금속 및 전이 금속-함유 유리의 선택 그룹이 있기 때문에 어렵고; 모두 필요한 투과율을 달성하는 것 또는 선글라스, 필터 또는 착색된 유리를 위한 단일 조성물로부터 충분히 넓은 범위의 색상을 생성하는 것에 실패한다. 또한, 이러한 기존의 조성물은 재생이 어렵게 하는 휘발성 할라이드를 함유한다. 대부분의 기존 은- 및 구리-함유 유리는 열적으로 어두워질 수 있으나(thermally darkened), 다양한 색상을 생성하지 못한다. 금은 빨강에서 자주색, 파랑을 포함하는 범위의 색상을 생성할 수 있으나, 단일 조성물에 대한 제한된 범위의 광학 밀도에서만 가능하다. 기존의 금-, 은- 및 구리-함유 유리로 일반적으로 달성되는 착색은 표면 플라즈몬 공명 및 큰 입자 크기(100 nm 정도)로 인한 산란의 조합이다. 이 산란은 광학 렌즈 재료에 바람직하지 않다. 착색되거나 반사 물품을 생성하는 다른 통상적인 방법(예를 들어, 금속성 필름 및/또는 코팅의 적용을 통한)은 불량한 내마모성, 과도한 반사, 무지개빛(iridescence), 시야각의 함수로서의 색상의 가변성 및 불량한 이온 교환성을 나타낸다.
보다 최근에는, 선글라스, 필터 및 착색된 유리에서의 사용에 충분한 투과율 및 다색 특성을 갖는 일부 다색 유리-세라믹이 개발되었다. 그러나, 이들 유리-세라믹은 이들이 상당한 산화 은 및 산화 텅스텐 수준을 갖기 때문에 원료 및 처리 관점에서 비용이 많이 든다.
이와 같이, 원하는 수준의 투과율을 허용하면서 다양한 색상을 생성하기 위해 제조(열처리에 의한) 후 처리될 수 있는 단일, 비교적 저렴한 재료 조성물의 개발이 유리할 수 있다. "단일 조성물" 접근법은 성능 이점을 제공할 뿐 아니라, 착색되거나 및/또는 반사 물품 생산 비용을 상당히 낮출 것이다.
본 개시의 특징에 따르면, 물품은: 40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 15 mol%의 WO3; 1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3; 0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 및 1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함한다. 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol% 범위이다.
본 개시의 특징에 따르면, 물품은: 45 mol% 내지 75 mol%의 SiO2; 7 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 25 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 7 mol%의 WO3; 2 mol% 내지 10 mol%의 WO3 + MoO3; 0.05 mol% 내지 0.4 mol%의 SnO2; 및 8 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함한다. 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. R2O - Al2O3는 +1 mol% 내지 +3 mol% 범위이다.
본 개시의 특징에 따르면, 물품은: 50 mol% 내지 56 mol%의 SiO2; 10 mol% 내지 12 mol%의 Al2O3; 10 mol% 내지 15 mol%의 B2O3; 2 mol% 내지 4 mol%의 WO3; 3 mol% 내지 6 mol%의 WO3 + MoO3; 0.1 mol% 내지 0.3 mol%의 SnO2; 및 11.1 mol% 내지 16.1 mol%의 R2O를 포함한다. 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. R2O - Al2O3는 +1.1 mol% 내지 +2 mol% 범위이다.
본 개시의 특징에 따르면, 물품은: 40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 15 mol%의 WO3; 1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3; 0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O 및 MxWO3 및 MxMoO3 화학 형태 중 일 이상의 산화물을 포함하는 복수의 침전물을 포함하며, 여기서 M은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 일 이상이고 0 < x < 1이다. 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol%이다.
제1 관점에 따르면, 물품이 제공되며, 상기 물품은: 40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 15 mol%의 WO3; 1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3; 0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 및 1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함한다. 또한, 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이며, 여기서 R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol% 범위이다.
제2 관점에 따르면, 관점 1의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 3 mol%의 P2O5; 및 0 mol% 내지 15 mol%의 F를 더욱 포함한다.
제3 관점에 따르면, 관점 1 또는 2의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 2 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상이다.
제4 관점에 따르면, 관점 1 내지 3 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없다.
제5 관점에 따르면, 관점 1 내지 4 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 1.9 mm의 두께에서 390 nm 내지 700 nm의 파장 대역 내에서 적어도 7%의 투과율을 포함한다.
제6 관점에 따르면, 관점 1 내지 5 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 700 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.2 OD/mm 내지 1.5 OD/mm의 평균 흡광도를 나타낸다.
제7 관점에 따르면, 관점 1 내지 6 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 365 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.1 OD/mm 내지 1.2 OD/mm의 최소 흡광도를 나타낸다.
제8 관점에 따르면, 관점 1 내지 7 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 2°에서의 CIE 표준 광원 D65 하에서 측정된 0.25 내지 0.45의 최소 X 값 및 0.3 내지 0.5의 최소 Y 값을 갖는 투과된 색 좌표의 세트를 나타낸다.
제9 관점에 따르면, 물품이 제공되며, 상기 물품은: 45 mol% 내지 75 mol%의 SiO2; 7 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 25 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 7 mol%의 WO3; 2 mol% 내지 10 mol%의 WO3 + MoO3; 0.05 mol% 내지 0.4 mol%의 SnO2; 및 8 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함하며, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. 또한, R2O - Al2O3는 +1 mol% 내지 +3 mol% 범위이다.
제10 관점에 따르면, 관점 9의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 2 mol%의 P2O5; 및 1 mol% 내지 10 mol%의 F를 더욱 포함한다.
제11 관점에 따르면, 관점 9 또는 관점 10의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0.01 mol% 내지 1 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상이다.
제12 관점에 따르면, 관점 9 내지 11 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없다.
제13 관점에 따르면, 관점 9 내지 12 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 1.9 mm의 두께에서 390 nm 내지 700 nm의 파장 대역 내에서의 적어도 7%의 투과율을 포함한다.
제14 관점에 따르면, 관점 9 내지 13 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 700 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.25 OD/mm 내지 1.30 OD/mm의 평균 흡광도를 나타낸다.
제15 관점에 따르면, 관점 9 내지 14 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 365 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.15 OD/mm 내지 1.1 OD/mm의 평균 흡광도를 나타낸다.
제16 관점에 따르면, 관점 9 내지 15 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 2°에서의 CIE 표준 광원 D65 하에서 측정된 0.3 내지 0.4의 최소 X 값 및 0.35 내지 0.41의 최소 Y 값을 갖는 투과된 색 좌표의 세트를 나타낸다.
제17 관점에 따르면, 물품이 제공되며, 상기 물품은: 50 mol% 내지 56 mol%의 SiO2; 10 mol% 내지 12 mol%의 Al2O3; 10 mol% 내지 15 mol%의 B2O3; 2 mol% 내지 4 mol%의 WO3; 3 mol% 내지 6 mol%의 WO3 + MoO3; 0.1 mol% 내지 0.3 mol%의 SnO2; 및 11.1 mol% 내지 16.1 mol%의 R2O를 포함하고, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. 또한, R2O - Al2O3는 +1.1 mol% 내지 +2 mol% 범위이다.
제18 관점에 따르면, 관점 17의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 1.5 mol%의 P2O5; 및 3 mol% 내지 7 mol%의 F를 더욱 포함한다.
제19 관점에 따르면, 관점 17 또는 관점 18의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0.05 mol% 내지 0.5 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상이다.
제20 관점에 따르면, 관점 17 내지 19 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없다.
제21 관점에 따르면, 물품이 제공되며, 상기 물품은: 40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3; 1 mol% 내지 15 mol%의 WO3; 1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3; 0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O; 및 MxWO3 및 MxMoO3 화학 형태 중 일 이상의 산화물을 포함하는 복수의 침전물을 포함하며, 여기서 M은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 일 이상이고 0 < x < 1이다. 또한, 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이다. 또한, R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol%이다.
제22 관점에 따르면, 관점 21의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 3 mol%의 P2O5; 및 0 mol% 내지 15 mol%의 F를 더욱 포함한다.
제23 관점에 따르면, 관점 21 또는 22의 물품이 제공되며, 상기 물품은: 0 mol% 내지 2 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상이다.
제24 관점에 따르면, 관점 21 내지 23 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없다.
제25 관점에 따르면, 관점 21 내지 24 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 상기 복수의 침전물은 W5+를 포함한다.
제26 관점에 따르면, 관점 21 내지 25 중 어느 하나의 물품이 제공되며, 여기서 R2O - Al2O3는 +0.25 mol% 내지 +2 mol%이며, SnO2는 0.05 mol% 내지 0.4 mol%이다.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 이점 및 목적은 다음의 명세서, 청구 범위 및 첨부된 도면을 참조하여 본 기술 분야의 기술자에 의해 더욱 이해되고 인식될 것이다.
다음은 첨부된 도면 내의 도면의 설명이다. 도면은 반드시 축척에 맞춰질 필요는 없으며, 도면의 특정 특징 및 특정 관점은 명확성 및 간결성을 위해 축척으로 과장되거나 개략적으로 표현될 수 있다.
도면에서:
도 1은 본 개시의 적어도 하나의 예에 따른 물품의 단면도이고;
도 2a 및 2b는 각각 본 개시의 다양한 특징에 따른 실시예 1 조성물의 상이한 열-처리된 예에 대한 파장 범위에 걸친, 1.9 mm 두께에서의 투과율 및 흡광도의 플롯이며;
도 3은 볼 개시의 다양한 특징에 따른 ANSI Z80.3-2001 교통 신호 요건을 고려한 실시예 1의 열-처리딘 예에 대한 x 및 y 색 좌표의 플롯이고;
도 4는 본 개시의 다양한 특징에 따른 실시예 2 조성물의 상이한 열-처리된 예에 대한 두께 범위에 걸친 0.7 mm 두께에서의 투과율의 플롯이며; 및
도 5는 본 개시의 다양한 특징에 따른 실시예 3a 내지 3c 조성물의 열-처리된 예 및 열-처리된 비교예 조성물에 대한 자기장의 함수로서의 전자-상자성 공명(RPR) 측정의 플롯 및 이들 예의 이미지이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명에 설명될 것이며, 이는 본 설명으로부터 본 기술 분야의 기술자에게 명백해지거나, 또는 청구 범위 및 첨부된 도면과 함께 다음의 설명에 기재된 바와 같은 본 발명을 실시함으로써 인식될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 2 이상의 항목의 목록에서 사용될 때, 나열된 항목 중 어느 하나가 단독으로 사용될 수 있거나, 나열된 항목 중 2 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B 및/또는 C를 함유하는 것으로 기재되는 경우, 상기 조성물은 A 만을 함유하거나, B 만을 함유하거나; C 만을 함유하거나; A 및 B의 조합; A 및 C의 조합; B 및 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 함유할 수 있다.
이 문서에서, 제1 및 제2, 탑(top) 및 버텀(bottom) 등과 같은 관계 용어는 이러한 독립체 또는 작동 사이의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 하나의 독립체 또는 작옹을 다른 독립체 또는 작동과 구별하는 데만 사용된다.
본 개시의 수정은 본 기술분야의 기술자 및 본 개시를 제조하거나 사용하는 이에게 발생할 것이다. 따라서, 도면에 도시되고 전술한 구체예는 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 균등물의 원리를 포함하는 특허법의 원칙에 따라 해석되는 바와 같이 다음의 청구 범위에 의해 정의되는 본 개시의 범위를 제한하는 것이 아님이 이해된다.
기재된 개시 및 다른 성분의 구성이 임의의 특정 물질에 제한되지 않는다는 것은 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 본원에 개시된 본 개시의 다른 예시적인 구체예는 본원에 달리 기재되지 않는 한 다양한 물질로부터 형성될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 파라미터 및 다른 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요가 없으나, 허용 오차, 전환 인자, 반올림, 측정 오차 등 및 본 기술 분야의 기술자에게 알려진 다른 인자를 반영하여 원하는 대로 근사되거나 및/또는 보다 크거나 작을 수 있음을 의미한다. 용어 "약"이 값 또는 범위의 끝점을 설명하는데 사용되는 경우, 본 개시는 지칭된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 수치 값 또는 범위의 끝점이 "약"을 인용하는지에 관계 없이, 수치 값 또는 범위의 끝점은 두 구체예: "약"에 의해 수정된 것, 및 "약"에 의해 수정되지 않은 것을 포함하는 것으로 의도된다. 각각의 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여 및 다른 끝점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 더욱 이해될 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 모든 조성은 배치된 상태의(as-batched) 몰 퍼센트(mol%)로 표시된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 다양한 용융 성분(예를 들어, 플루오린, 알칼리 금속, 붕소 등)은 성분의 용융 동안 상이한 수준의 휘발(예를 들어, 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수로서의)에 도입될 수 있다. 이와 같이, 이러한 성분과 관련하여 사용되는 배치된 상태의 몰 퍼센트 값은 최종적인 용융된-상태의 물품에서 이들 성분의 ±0.2 mol% 이내의 값을 포함하도록 의도된다. 전술한 내용을 염두에 두고, 최종 물품 및 배치된-상태의 조성물 사이의 실질적인 조성적 균등성이 예상된다.
본 개시의 목적을 위해, 용어 "벌크", "벌크 조성" 및/또는 "전체 조성"은 결정질 및/또는 세라믹상의 형성으로 인해 벌크 조성과 상이할 수 있는 "국부 조성" 또는 "국부화된 조성"과 구별될 수 있는 전체 물품의 전체 조성을 포함하는 것으로 의도된다.
또한, 본원에 사용된 바와 같이, "물품", "유리-물품", "세라믹-물품", "유리-세라믹", "유리 요소", "유리-세라믹 물품" 및 "유리-세라믹 물품"은 상호 교환적이고, 이들의 가장 넓은 의미에서 유리 및/또는 유리-세라믹 물질로 전체 또는 부분적으로 이루어진 임의의 물체를 포함하도록 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "유리 상태"는 결정화 없이 강성 상태로 냉각된 용융 생성물인 본 개시의 물품 내의 무기 비정질상 물질을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, "유리-세라믹 상태"는 유리 상태 및 본원에 기재된 바와 같은 "결정상" 및/또는 "결정질 침전물" 모두를 포함하는 본 개시의 물품 내의 무기 물질을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, "투과", "투과율", "광학 투과율" 및 "총 투과율"은 본 개시에서 상호 교환적으로 사용되며 흡수, 산란 및 반사를 고려한 외부 투과 또는 투과율을 지칭한다. 프레넬 반사는 본원에 보고된 투과 및 투과율 값에서 빠지지 않는다. 또한, 특정 파장 범위에서 참조되는 임의의 총 투과율 값은 특정 파장 범위에서 측정된 총 투과율 값의 평균으로 주어진다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, "평균 흡광도"는 (2-log(평균 투과율, %))/경로 길이로 주어진다.
본원에 사용된 바와 같이, "광학 밀도 단위", "OD" 및 "OD 단위"는 OD = -log (I/I0)으로 주어지는 분광계로 측정된 테스트된 물질의 흡광도의 측정으로 일반적으로 이해되는 바와 같이 광학 밀도 단위를 지칭하기 위해 본 개시에서 상호 교환적으로 사용되며, 여기서 I0는 샘플에 입사되는 광의 강도이고 I는 샘플을 통해 투과되는 광의 강도이다. 또한, 본 개시에서 사용된 용어 "OD/mm" 또는 "OD/cm"는 흡광도의 표준화된 측정으로서, 광학 밀도 단위(즉, 광학 분광계에 의해 측정된 바와 같음)를 샘플의 두께(예를 들어, 밀리미터 또는 센티미터 단위)로 나누어 결정된다. 또한, 특정 파장 범위에 걸쳐 참조되는 광학 밀도 단위(예를 들어, 280 nm 내지 380 nm의 UV 파장에서 3.3 OD/mm 내지 24.0 OD/mm)는 특정 파장 범위에 걸친 광학 밀도 단위의 평균 값으로 주어진다.
이제 도 1을 참조하면, 물품(10)은 본 개시에 따른 유리 및/또는 유리-세라믹 조성물을 갖는 기판(14)을 포함하는 것으로 도시된다. 물품(10)은 여러 적용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 물품(10) 및/또는 기판(14)은 임의의 수의 광학 관련 및/또는 미적 적용에서 기판, 요소, 커버 및 다른 요소의 형태로 사용될 수 있다.
기판(14)은 한 쌍의 대향하는 주 표면(18, 22)을 정의하거나 포함한다. 물품(10)의 몇몇 예에서, 기판(14)은 압축 응력 영역(26)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압축 응력 영역(26)은 주 표면(18)으로부터 기판 내의 제1 선택된 깊이(30)로 연장한다. 몇몇 예에서, 기판(14)은 주 표면(18)으로부터 제2 선택된 깊이로 연장하는 비교 가능한 압축 응력 영역(26)을 포함한다. 또한, 몇몇 예에서, 다수의 압축 응력 영역(26)은 주 표면(18, 22) 및/또는 기판(14)의 에지로부터 연장할 수 있다. 기판(14)은 표면적을 정의하기 위해 선택된 길이 및 폭, 또는 직경을 가질 수 있다. 기판(14)은 이의 길이 및 폭, 또는 직경에 의해 정의된 기판(14)의 주 표면(18, 22) 사이의 적어도 하나의 에지를 가질 수 있다. 기판(14)은 또한 선택된 두께를 가질 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "선택된 깊이"(예를 들어, 선택된 깊이(30)), "압축 깊이" 및 "DOC"는 본원에 기재된 바와 같이 기판(14) 내의 응력이 압축으로부터 인장으로 변화하는 깊이를 정의하기 위해 상호 교환적으로 사용된다. DOC는 이온 교환 처리에 따라 FSM-6000과 같은 표면 응력계 또는 산란 광 편광계(SCALP)로 측정될 수 있다. 유리 또는 유리-세라믹 조성물을 갖는 기판(14) 내의 응력이 칼륨 이온을 유리 기판 내로 교환하여 생성되는 경우, 표면 응력계는 DOC를 측정하기 위해 사용된다. 응력이 나트륨 이온을 유리 물품 내로 교환하여 생성되는 경우, SCALP가 DOC를 측정하는데 사용된다. 유리 또는 유리-세라믹 조성물을 갖는 기판(14) 내의 응력이 칼륨 및 나트륨 이온 모두를 유리 내로 교환하여 생성되는 경우, DOC는 SCALP에 의해 측정되는데, 이는 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내고 칼륨 이온의 교환 깊이는 압축 응력의 크기 변화(압축으로부터 인장으로의 응력 변화는 아님)를 나타내며; 이러한 유리 기판 내의 칼륨 이온의 교환 깊이는 표면 응력계에 의해 측정되기 때문이다. 또한 본원에 사용되는 바와 같이, "최대 압축 응력"은 기판(14) 내의 압축 응력 영역(26) 내의 최대 압축 응력으로 정의된다. 몇몇 예에서, 최대 압축 응력은 압축 응력 영역(26)을 정의하는 일 이상의 주 표면(18, 22) 또는 이에 인접하게 얻어진다. 다른 예에서, 최대 압축 응력은 일 이상의 주 표면(18, 22) 및 압축 응력 영역(26)의 선택된 깊이(30) 사이에서 얻어진다.
도 1의 예시적인 형태에 도시된 바와 같은 물품(10)의 몇몇 예에서, 기판(14)은 화학적으로 강화된 알루미노-보로-실리케이트 유리 또는 유리-세라믹으로부터 선택된다. 예를 들어, 기판(14)은 10 ㎛ 초과의 제1 선택된 깊이(30)로 연장하는, 150 MPa 초과의 최대 압축 응력을 갖는 압축 응력 영역(26)을 갖는 화학적으로 강화된 알루미노-보로-실리케이트 유리 또는 유리-세라믹으로부터 선택될 수 있다. 추가의 예에서, 기판(14)은 25 ㎛ 초과의 제1 선택된 깊이(30)로 연장하는, 400 MPa 초과의 최대 압축 응력을 갖는 압축 응력 영역(26)을 갖는 화학적으로 강화된 알루미노-보로-실리케이트 유리 또는 유리-세라믹으로부터 선택된다. 물품(10)의 기판(14)은 또한 일 이상의 주 표면(18, 22)으로부터 선택된 깊이(30)(미도시)로 연장하는, 150 MPa 초과, 200 MPa 초과, 250 MPa 초과, 300 MPa 초과, 350 MPa 초과, 400 MPa 초과, 450 MPa 초과, 500 MPa 초과, 550 MPa 초과, 600 MPa 초과, 650 MPa 초과, 700 MPa 초과, 750 MPa 초과, 800 MPa 초과, 850 MPa 초과, 900 MPa 초과, 950 MPa 초과, 1000 MPa 초과, 및 이들 값 사이의 모든 최대 압축 응력 수준의 최대 압축 응력을 갖는 일 이상의 압축 응력 영역(26)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 최대 압축 응력은 2000 MPa 이하이다. 또한, 압축 깊이(DOC) 또는 제1 선택된 깊이(30)는 기판(14)의 두께 및 압축 응력 영역(26)을 생성하는 것과 관련된 처리 조건에 따라 10 ㎛ 이상, 15 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 25 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 35 ㎛ 이상 및 심지어 보다 높은 깊이로 설정될 수 있다. 몇몇 예에서, DOC는 기판(14)의 두께(t)의 0.3배 이하, 예를 들어, 0.3 t, 0.28 t, 0.26 t, 0.25 t, 0.24 t, 0.23 t, 0.22 t, 0.21 t, 0.20 t, 0.19 t, 0.18 t, 0.15 t, 또는 0.10 t, 및 이들 사이의 모든 값이다.
아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 물품(10)은 배치된 상태의 조성물로부터 형성되고 유리 상태로 주조된다. 물품(10)은 이후에 어닐링되거나 및/또는 열적으로 처리되어(예를 들어, 열 처리되어) 복수의 세라믹 또는 결정질 입자를 갖는 유리-세라믹 상태를 형성할 수 있다. 사용된 주조 기술에 따라, 물품(10)은 추가 열처리 없이 쉽게 결정화되고 유리-세라믹이 될 수 있음(예를 들어, 본질적으로 유리-세라믹 상태로 주조됨)이 이해될 것이다. 형성-후 열 처리가 사용되는 예에서, 물품(10)의 일부, 대부분, 실질적으로 전부 또는 전부는 유리 상태로부터 유리-세라믹 상태로 전환될 수 있다. 이와 같이, 물품(10)의 조성이 유리 상태 및/또는 유리-세라믹 상태와 관련하여 기재될 수 있으나, 상이한 조성을 갖는 물품(10)의 국부적인 일부(즉, 세라믹 또는 결정질 침전물의 형성으로 인한)에도 불구하고 물품(10)의 벌크 조성은 유리 및 유리-세라믹 상태 사이에서 전환될 때 실질적으로 변화하지 않을 수 있다. 또한, 조성물이 배치된 상태의 관점에서 기재되나, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 물품(10)의 어떤 성분이 용융 공정에서 휘발할 수 있는지(즉, 따라서 배치된 상태의 조성물에 비해 물품(10)에 덜 존재한다는 것) 및 그렇지 않으면 다른 것인지 인식할 것이다.
다양한 예에 따르면, 물품(10)은 Al2O3, SiO2, B2O3, WO3, MO3, SnO2, R2O(여기서 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상임), RO(여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, BaO 및 ZnO 중 일 이상임) 및 다수의 도펀트(예를 들어, F, P2O5 등)를 포함할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 유리 조성은 용융을 위한 도가니에서 배치된 상태의 몰 퍼센트(mol%)에 해당한다.
물품(10)은 40 mol% 내지 80 mol% SiO2, 또는 45 mol% 내지 75 mol%, 또는 50 mol% 내지 75 mol% SiO2 또는 50 mol% 내지 56 mol% SiO2를 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 42 mol%, 44 mol%, 46 mol%, 48 mol%, 50 mol%, 52 mol%, 54 mol%, 56 mol%, 58 mol%, 60 mol%, 62 mol%, 64 mol%, 66 mol%, 68 mol%, 70 mol%, 72 mol%, 74 mol%, 76 mol% 또는 78 mol% SiO2를 가질 수 있다. SiO2의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 1 mol% 내지 15 mol% Al2O3, 또는 5 mol% 내지 15 mol% Al2O3, 또는 7 mol% 내지 15 mol% Al2O3, 또는 7 mol% 내지 12 mol% Al2O3, 또는 10 mol% 내지 12 mol% Al2O3를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 2 mol%, 3 mol%, 4 mol%, 5 mol%, 6 mol%, 7 mol%, 8 mol%, 9 mol%, 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol% 또는 14 mol% Al2O3를 가질 수 있다. Al2O3의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 WO3를 포함하며 선택적으로 MoO3를 포함한다. WO3 및 MoO3의 조합된 양은 본원에서 "WO3 + MoO3"으로 지칭되며, 여기서 "WO3 + MoO3"는 WO3 단독, 또는 WO3 및 MoO3의 조합을 지칭한다. 예를 들어, WO3 + MoO3는 1 mol% 내지 18 mol%, 또는 2 mol% 내지 10 mol%, 또는 3.5 mol% 내지 8 mol%, 또는 3 mol% 내지 6 mol%일 수 있다. WO3과 관련하여, 물품(10)은 1 mol% 내지 15 mol% WO3, 또는 1 mol% 내지 7 mol% WO3, 또는 2 mol% 내지 4 mol% WO3.를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 물품은 1 mol%, 2 mol%, 3 mol%, 4 mol%, 5 mol%, 6 mol%, 7 mol%, 8 mol%, 9 mol%, 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol%, 14 mol% WO3를 가질 수 있다. MoO3과 관련하여, 물품(10)은 0 mol% 내지 15 mol% MoO3, 또는 0 mol% 내지 7 mol% MoO3, 또는 0 mol% 내지 4 mol% MoO3를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 물품은 1 mol%, 2 mol%, 3 mol%, 4 mol%, 5 mol%, 6 mol%, 7 mol%, 8 mol%, 9 mol%, 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol%, 14 mol% MoO3를 가질 수 있다. WO3, WO3 + MoO3, 및 선택적인 MoO3 양의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 5 mol% 내지 50 mol% B2O3, 또는 5 mol% 내지 25 mol% B2O3, 또는 10 mol% 내지 20 mol% B2O3, 또는 10 mol% 내지 15 mol% B2O3를 포함할 수 있다. B2O3의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물을 더욱 포함한다. 알칼리 금속 산화물은 화학식 R2O로 표현될 수 있고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O 및/또는 이들의 조합 중 일 이상이다. 물품(10)은 1.1 mol% 내지 16 mol%, 또는 8 mol% 내지 16 mol% 또는 11.1 mol% 내지 16.1 mol% R2O를 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 1 mol%, 1.1 mol%, 2 mol%, 3 mol%, 4 mol%, 5 mol%, 6 mol%, 7 mol%, 8 mol%, 9 mol%, 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol%, 14 mol%, 15 mol%, 16 mol%, 또는 16.1 mol% R2O를 가질 수 있다. R2O의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 R2O - Al2O3(즉, R2O의 양과 Al2O3의 양 사이의 차이)가 +0.1 mol% 내지 +4 mol%, 또는 +0.25 mol% 내지 +2 mol%, 또는 +0.5 mol% 내지 +4 mol%, 또는 +1 mol% 내지 +4 mol%, 또는 +1 mol% 내지 +3 mol%, 또는 +1.1 mol% 내지 +2 mol% 범위이다. R2O - Al2O3의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다. 본원에 명시된 R2O와 Al2O3의 차이는 과량의 알칼리 양이온이 산화 텅스텐과 상호 작용하여 알칼리 텅스텐 청동, 예를 들어, 비-화학량론적 텅스텐 아산화물(x > 0.3인 MxWO3 결정) 및 화학량론적 알칼리 텅스텐산염(예를 들어, Na2WO4)의 형성을 조절하거나 제어하는데 영향을 미친다. 이론에 구애되지 않고, 물품(10)의 유리 내의 과량의 알칼리는 보다 많은 알칼리가 텅스텐 결정에 삽입되어 보다 높은 도펀트 농도 청동 결정을 형성할 수 있게 하며, 이는 다양한 결정화 수준에서 추가 색상 변화를 생성할 수 있다(예를 들어, 용융-후 열처리를 통해). 다시 말해, 과량의 알칼리 수준은 MxWO3 결정 화학량론에서 보다 큰 변화를 허용하여, 흡광도의 변화(즉, 색상 변화)로 나타나는 밴드 갭 에너지의 보다 중요한 이동을 초래할 수 있다.
물품(10)은 적어도 하나의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 ZnO를 포함할 수 있다. 알칼리 토금속 산화물은 화학식 RO로 표시될 수 있고, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO 중 일 이상이다. 물품(10)은 0 mol% 내지 5 mol% RO, 또는 0 mol% 내지 3 mol% RO, 또는 0 mol% 내지 2 mol% RO, 또는 0 mol% 내지 1 mol% RO, 또는 0.01 mol% 내지 1 mol% RO, 또는 0.05 mol% 내지 0.5 mol% RO를 포함할 수 있다. 물품(10)은 0 mol% 내지 5 mol% ZnO, 또는 0 mol% 내지 3 mol% ZnO, 또는 0 mol% 내지 1 mol% ZnO를 포함할 수 있다. RO 및 ZnO의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다. 다양한 예에 따르면, R2O의 양은 RO 및/또는 ZnO의 양 초과일 수 있다. 물품(10)은 RO 및/또는 ZnO가 없을 수 있다.
물품(10)은 또한 0.01 mol% 내지 1 mol% SnO2, 또는 0.05 mol% 내지 0.4 mol% SnO2, 또는 0.1 mol% 내지 0.3 mol% SnO2, 또는 0.15 mol% 내지 0.3 mol% SnO2를 포함한다. 예를 들어, 물품(10)은 0.01 mol% SnO2, 0.02 mol% SnO2, 0.03 mol% SnO2, 0.04 mol% SnO2, 0.05 mol% SnO2, 0.06 mol% SnO2, 0.07 mol% SnO2, 0.08 mol% SnO2, 0.09 mol% SnO2, 0.1 mol% SnO2, 0.5 mol% SnO2, 및 1 mol% SnO2를 포함할 수 있다. SnO2의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다. 이론에 구애되지 않고, 본 개시의 물품(10) 및 조성물 내의 주석 산화물 수준은 텅스텐 청동 결정의 부분 환원에서 중요한 역할을 할 수 있고(예를 들어, 조성물 내 과량의 알칼리 함량과 일정한 정도의 시너지로), 이는 추가의 화학량론적 변화를 얻는데 필요한 구성 요소이다(즉, MxWO3 비-화학량론적 결정에서의 보다 큰 x 값, 이는 W5+로 환원되기 위한 보다 많은 W6+를 요구).
다양한 예에 따르면, 물품(10)은 P(P2O5의 형태) 및/또는 F(F- 이온의 형태)로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 0 mol% 내지 3 mol% P2O5, 또는 0 mol% 내지 2 mol% P2O5, 또는 0 mol% 내지 1.5 mol% P2O5를 포함할 수 있다. 물품(10)은 또한 0 mol% 내지 15 mol% F, 또는 1 mol% 내지 10 mol%, 또는 3 mol% 내지 7 mol% F를 포함할 수 있다. 또한, P2O5 및/또는 F의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 본 개시의 물품(10) 및 조성물에서의 사용을 위해 고려된다는 것이 이해될 것이다. 이론에 구애되지 않고, P2O5 및/또는 F를 함유하는 물품(10)은 점도 관점에서 '보다 부드러울' 수 있으며, 이는 이들 도펀트가 일정량의 SiO2를 소비하여 첨가될 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 '보다 부드러운' 조성물은 알칼리 금속 산화물과 경쟁한 SiO2가 보다 적기 때문에 W-함유 결정으로 분할되는 증가된 알칼리 금속 산화물을 가능하게 한다. 또한, 이러한 '보다 부드러운' 조성물과 관련된 증가된 점도 곡선은 알칼리 금속 산화물의 텅스텐 결정으로의 확산 속도에 영향을 미칠 수 있다. W-함유 결정으로 분할되는 증가된 알칼리 금속 산화물과 함께, 추가적인 색상-변화 효과는 다양한 열처리를 통해 하나의 조성으로 얻어질 수 있다.
다양한 예에서, 물품(10)은 Au, Ag, V 및 Cu가 없다. 본원에 달리 언급되지 않는 한, 용어 "실질적으로 없는"은 특정 요소 또는 구성 성분이 물품(10)에 의도적으로 포함되지 않고, 물품(10) 내에 존재하는 측정 가능한 양이 < 500 ppm으로 존재함을 의미한다. Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없는 물품(10)은 본 개시의 다양한 색도의 관점을 유지하면서, 처리 및 원료 측면에서 비교적 낮은 배치 비용으로 제조될 수 있다. 다른 예에서, 물품(10)은 제한된 양의 Au, Ag, V 및/또는 Cu를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 또한 0.01 mol% 내지 1.5 mol% Cu, 또는 0.05 mol% 내지 1.0 mol% Cu, 또는 0.1 mol% 내지 0.5 mol% Cu를 포함할 수 있다. 물품(10)은 0.0001 mol% V2O5, 또는 0.0005 mol% 내지 0.5 mol% V2O5, 또는 0.001 mol% 내지 0.1 mol% V2O5 또는 0.001 mol% to 0.005 V2O5를 포함할 수 있다. 물품(10)은 0.05 mol% 내지 1.5 mol% Ag, 또는 0.1 mol% 내지 1.0 mol% Ag 또는 0.25 mol% 내지 0.6 mol% Ag를 포함할 수 있다. SnO2, Cu, V2O5 또는 Ag의 상기 언급된 범위 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다. 또한 Ag, Au, V 및/또는 Cu가 임의의 산화 상태 및/또는 전술한 mol% 값으로의 산화 상태의 조합으로 물품(10) 내에 존재할 수 있음이 이해될 것이다.
다양한 예에 따르면, 물품(10)은 자외선, 가시광, 색상 및/또는 근적외선 흡광도를 변경하는 H, Cu, Au, V, Ag, In, Tl, La, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Se, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, Te, Ta, Re, Os, Ir, Pt, Ti, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, U, Yb, 및/또는 Lu로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 도펀트를 더욱 포함할 수 있다. 도펀트는 유리 조성물 내에서 0.0001 mol% 내지 1.0 mol%의 농도를 가질 수 있다.
SiO2, Al2O3, WO3, MoO3, WO3 + MoO3, B2O3, R2O, RO, P2O5, F, SnO2, 및 도펀트에 대한 상기 언급된 조성 및 조성 범위 각각은 본원에 요약된 유리의 임의의 다른 조성 및/또는 조성 범위로 사용될 수 있다. 예를 들어, 표 1, 2 및 3은 배치된 상태의 mol%로 물품(10)의 예시적인 조성 범위를 제공한다.
예시적인 무-Ag 다색 W & 혼합된 W/Mo 청동 조성
구성 성분 최소 최대
SiO2 40 80
Al2O3 1 15
B2O3 5 50
R2O 0 15
RO 0 2
P2O5 0 3
F 0 15
MoO3 0 15
WO3 1 15
SnO2 0.01 1
MoO3 + WO3 1 18
R2O - Al2O3 +0.1 +4
예시적인 무-Ag 다색 W & 혼합된 W/Mo 청동 조성
구성 성분 최소 최대
SiO2 45 75
Al2O3 7 15
B2O3 5 25
R2O 7 14
RO 0.01 1
P2O5 0 2
F 1 10
MoO3 0 7
WO3 1 7
SnO2 0.05 0.4
MoO3 + WO3 2 10
R2O - Al2O3 +1 +3
예시적인 무-Ag 다색 W & 혼합된 W/Mo 청동 조성
구성 성분 최소 최대
SiO2 50 56
Al2O3 10 12
B2O3 10 15
R2O 9 12
RO 0.05 0.5
P2O5 0 1.5
F 3 7
MoO3 0 4
WO3 2 4
SnO2 0.1 0.3
MoO3 + WO3 3 6
R2O - Al2O3 +1.1 +2
기존의 텅스텐- 또는 혼합 텅스텐 몰리브덴-함유 알칼리 유리의 형성은 용융 공정 동안 용융 구성 성분의 분리로 인해 방해받았다. 용융 공정 동안 유리 구성 성분의 분리는 용융 유리 내의 알칼리 텅스텐산염의 인지된 용해도 한계, 및 따라서 이러한 용융물로부터 주조된 물품의 인지된 용해도 한계를 초래했다. 통상적으로, 텅스텐, 몰리브덴, 또는 혼합 텅스텐-몰리브덴 용융물이 약간 과알칼리성일 때(예를 들어, R2O - Al2O3 = 0.25 mol% 이상), 용융된 보로실리케이트 유리는 유리 및 조밀한 액체 제2상을 형성했다. 알칼리 텅스텐산염 제2상의 농도는 철저한 혼합, 고온에서의 용융 및 작은 배치 크기(~1000 g)의 사용을 통해 최소화될 수 있으나, 이는 완전하게 제거될 수 없어 유해한 제2 결정질상의 형성을 초래한다. 이 알칼리 텅스텐산염상의 형성은 텅스텐 산화물 및 선택적인 몰리브덴 산화물이 "자유" 또는 "비결합(unbound)" 알칼리 탄산염과 반응하는 용융의 초기 단계에서 발생하는 것으로 생각된다. 형성되는 보로실리케이트에 대한 알칼리 텅스텐산염 및 알칼리 몰리브덴산염의 높은 밀도로 인해, 이는 빠르게 분리(segregate) 및/또는 성층화되어 도가니 버텀에 고이며 상당한 밀도 차이로 인해 유리에 빠르게 용해되지 않는다. R2O 구성 성분이 유리 조성물에 유리한 특성을 제공할 수 있기 때문에, 상기 용융물 내의 R2O 구성 성분의 존재를 단순히 감소시키는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 텅스텐이 분리됨에 따라, 유리를 이로 포화시키는 것은 어려우며, 따라서 유리로부터 이를 결정화하고 본원에 기재된 바와 같은 침전물을 형성하는 것은 어렵다.
균질한 단일-상 W- 또는 혼합 W- 및 Mo-함유 과알칼리성 용융물은 "결합된" 알칼리의 사용을 통해 얻어질 수 있다는 것이 발견되었다. 본 개시의 목적을 위해, "결합된" 알칼리는 알루미늄, 붕소 및/또는 규소 원자에 결합된 알칼리 원소인 반면, "자유" 또는 "비결합" 알칼리는 알칼리 탄산염, 질산염, 또는 황산염이며, 이는 이미 규소, 붕소 또는 알루미늄 원자에 결합된 산소 이온에 결합되지 않는다. 예시적인 결합된 알칼리는 장석, 네펠린, 붕사, 스포듀민, 기타 나트륨 또는 칼륨 장석, 알칼리-알루미늄-실리케이트 및/또는 알칼리 및 일 이상의 알루미늄 및/또는 규소 원자를 함유하는 다른 산화물 조성물을 포함할 수 있다. 결합된 형태로 알칼리를 도입함으로써, 알칼리는 고밀도 알칼리 텅스텐산염 및/또는 알칼리 몰리브덴산염 액체를 형성하기 위해 용융물에 존재하는 W 및 선택적인 Mo와 반응하지 않을 수 있다. 또한, 배치 재료의 이러한 변화는 알칼리 텅스텐산염 및/또는 알칼리 몰리브덴산염 제2 상의 형성 없이 강한 과알칼리성 조성물(예를 들어, R2O - Al2O3 = 2.0 mol% 이상)의 용융을 허용할 수 있다. 이는 또한 용융 온도 및 혼합 방법을 변화시키면서 여전히 단일-상 균질 유리를 생산할 수 있게 하였다. 알칼리 텅스텐산염상 및 보로실리케이트 유리가 완전히 혼화성이 아니기 때문에, 장기간의 교반은 또한 단일상 물품을 주조하기 위한 두 상의 혼합을 허용할 수 있음이 이해될 것이다.
유리 용융물이 주조되고 유리 상태의 물품으로 응고되면, 물품(10)은 어닐링, 열처리 또는 물품(10) 내의 결정상을 형성하거나 변화시키기 위해 달리 열적으로 처리될 수 있다. 따라서, 물품(10)은 유리 상태로부터 유리-세라믹 상태로 변형될 수 있다. 유리-세라믹 상태의 결정상은 다양한 형태를 취할 수 있다. 다양한 예에 따르면, 결정상은 물품(10)의 열처리된 영역 내의 복수의 침전물로서 형성된다. 이와 같이, 침전물은 일반적으로 결정질 구조를 가질 수 있다. 유리-세라믹 상태는 2 이상의 결정상을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "결정상"은 3차원에서 주기적인 패턴으로 정렬된 원자, 이온 또는 분자로 구성된 고체인 본 개시의 물품 내의 무기 재료를 지칭한다. 또한, 본원에서 언급된 "결정상"은 명시적으로 달리 언급되지 않는 한 다음의 방법을 사용하여 존재하는 것으로 결정된다. 먼저, 분말 x-선 회절(XRD)은 결정질 침전물의 존재를 검출하기 위해 사용된다. 다음, 라만 분광법("라만")은 XRD가 성공적이지 않은 경우(예를 들어, 침전물의 크기, 양 및/또는 화학적 성질로 인해)에 결정질 침전물의 존재를 검출하기 위해 사용된다. 선택적으로, 투과 전자 현미경("TEM")은 XRD 및/또는 라만 기술을 통해 얻어진 결정질 침전물의 결정을 시각적으로 확인하거나 달리 입증하기 위해 사용된다. 특정 상황에서, 침전물의 양 및/또는 크기는 침전물의 시각적 확인이 특히 어려운 것으로 판명될 정도로 충분히 낮을 수 있다. 이와 같이, XRD 및 라만의 보다 큰 샘플 크기는 침전물의 존재를 결정하기 위해 보다 많은 양의 물질을 샘플링하는데 유리할 수 있다.
결정질 침전물은 일반적으로 막대형 또는 바늘형 형태를 가질 수 있다. 침전물은 1 nm 내지 500 nm, 또는 1 nm 내지 400 nm, 또는 1 nm 내지 300 nm, 또는 1 nm 내지 250 nm, 또는 1 nm 내지 200 nm, 또는 1 nm 내지 100 nm, 또는 1 nm 내지 75 nm, 또는 1 nm 내지 50 nm, 또는 5 nm 내지 50 nm, 또는 1 nm 내지 25 nm, 또는 1 nm 내지 20 nm, 또는 1 nm 내지 10 nm의 가장 긴 길이 치수를 가질 수 있다. 침전물의 크기는 전자 현미경을 사용하여 측정될 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 "전자 현미경"은 주사 전자 현미경을 사용하여 먼저 침전물의 가장 긴 길이를 시각적으로 측정하고, 침전물을 분석할 수 없다면, 다음으로 투과 전자 현미경을 사용하는 것을 의미한다. 결정질 침전물이 일반적으로 막대형 또는 바늘형 형태를 가질 수 있기 때문에, 침전물은 5 nm 내지 50 nm, 또는 2 nm 내지 30 nm, 또는 2 nm 내지 10 nm, 또는 2 nm 내지 7 nm의 폭을 가질 수 있다. 침전물의 크기 및/또는 형태는 균일학거나, 실질적으로 균일하거나, 변화할 할 수 있음이 이해될 것이다. 일반적으로, 물품(10)의 퍼알루미늄(peraluminous) 조성은 100 nm 내지 250 nm의 길이 및 5 nm 내지 30 nm의 폭을 갖는 바늘형 형상을 갖는 침전물을 생성할 수 있다. 퍼알루미늄 조성은 산화 나트륨, 산화 칼륨 및 산화 칼슘의 조합보다 높은 산화 알루미늄의 분자 비율을 갖는 조성이다. 물품(10)의 과알칼리성 조성은 10 nm 내지 30 nm의 길이 및 2 nm 내지 7 nm의 폭을 갖는 바늘형 침전물을 생성할 수 있다. 물품(10)의 Ag, Au 및/또는 Cu 함유 예는 2 nm 내지 20 nm의 길이 및 2 nm 내지 10 nm의 폭, 또는 직경을 갖는 막대형 침전물을 생성할 수 있다. 물품(10) 내의 결정상의 부피 분율은 0.001% 내지 20%, 또는 0.001% 내지 15%, 또는 0.001% 내지 10%, 또는 0.001% 내지 5%, 또는 0.001% 내지 1% 범위일 수 있다.
침전물의 비교적 작은 크기는 유리-세라믹 상태에 있을 때 물품(10)의 높은 광학적 투명도를 초래하는 침전물에 의해 산란 광의 양을 감소시키는데 유리할 수 있다. 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 침전물의 크기 및/또는 양은 물품(10)의 상이한 부분이 상이한 광학 특성을 갖도록 물품(10)에 걸쳐 변화될 수 있다. 예를 들어, 침전물이 존재하는 물품(10)의 부분은 상이한 침전물(예를 들어, 크기 및/또는 양)이 존재하거나 및/또는 침전물이 존재하지 않는 물품(10)의 부분에 비해 흡광도, 색상, 반사율 및/또는 광의 투과율 및 굴절률의 변화를 초래할 수 있다.
침전물은 텅스텐 산화물 또는 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물로 구성될 수 있다. 결정상은 (i) W, (ii) Mo + W, (iii) 및 알칼리 금속 양이온, 및 (iv) Mo + W 및 알칼리 금속 양이온 중 적어도 하나의 결정상의 0.1 mol% 내지 100 mol%의 산화물을 포함한다. 이론에 구애되지 않고, 물품(10)의 열적 처리(예를 들어, 열처리) 동안, 텅스텐 및 선택적인 몰리브덴 양이온은 응집되어 결정질 침전물을 형성함으로써 유리 상태를 유리-세라믹 상태로 변형시키는 것으로 생각된다. 침전물에 존재하는 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 환원되거나 부분적으로 환원될 수 있다. 예를 들어, 침전물 내의 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 0 내지 +6, 또는 +4 내지 +6, 또는 +5 내지 +6의 산화 상태를 가질 수 있다. 다양한 예에 따르면, 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 +6 산화 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 침전물은 Wo3 및/또는 MoO3의 일반적인 화학 구조를 가질 수 있다. 침전물은 비-화학량론적 텅스텐 아산화물, 비-화학량론적 몰리브덴 아산화물, "몰리브덴 청동" 및/또는 "텅스텐 청동"으로 알려질 수 있다. 전술한 알칼리 금속 및/또는 도펀트 중 일 이상은 침전물 내에 존재할 수 있다. 텅스텐 및/또는 혼합 텅스텐 몰리브덴 청동은 MxWO3 또는 MxMoO3의 일반적인 화학 형태를 취하는 비-화학량론적 텅스텐 및/또는 몰리브덴 아산화물의 그룹이며, 여기서 M = H, Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Zn, Ag, Au, Cu, Sn, Cd, In, Tl, Pb, Bi, Th, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및 U이고, 0 < x < 1이다. 구조 MxWO3 및 MxMoO3이 환원된 WO3 또는 MoO3에서 홀(틈 및/또는 간극)이 M+ 양이온 및 자유 전자로 해리되는 M 원자에 의해 무작위로 점유되는 고체 상태 결함 구조로 간주된다. "M"의 농도에 따라, 물질 특성은 금속으로부터 반도체 범위일 수 있으며, 이에 의해 다양한 광학적 흡수 및 전자 특성이 조정될 수 있다. 또한, 이러한 청동의 구조는 M' 양이온이 산화물 호스트의 홀 또는 채널 내로 삽입되고 M+ 양이온 및 자유 전자로 해리되는 고체 상태 결합 구조로 간주된다. 차례로, x가 변화함에 따라, 이러한 물질은 명확하고 넓은 범위의 균질성을 갖는 광범위한 고체상의 시퀀스로 존재할 수 있다. 또한, 청동 결정의 알칼리(예를 들어, 나트륨)의 양에 따라, 색상은 거의 모든 가시 스펙트럼(예를 들어, 녹색, 회색, 진한 청색, 감청색, 자주색, 적색, 주황색 및 노란색)을 통해 조정될 수 있다.
물품(10)의 일부, 대부분, 실질적으로 전부 또는 전부는 침전물을 형성하기 위해 열적으로 처리될 수 있다. 열 처리 기술은 노(예를 들어, 열처리로), 물품(10)의 국부 및/또는 벌크 가열의 레이저 및/또는 다른 기술을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 열 처리를 거치는 동안, 결정질 침전물은 물품(10)이 유리-세라믹 상태를 형성하기 위해 열적으로 처리되는 균질한 방식으로 물품(10) 내에서 내부적으로 핵을 형성한다. 이와 같이, 몇몇 예에서, 물품(10)은 유리 및 유리-세라믹 부분을 모두 포함할 수 있다. 물품(10)이 벌크에서 열적으로 처리되는 예에서(예를 들어, 전체 물품(10)이 노에 위치됨), 침전물은 물품(10) 전체에 걸쳐 균질하게 형성될 수 있다. 즉, 침전물은 물품(10)의 벌크 전체에 걸쳐 물품(10)의 표면으로부터 존재할 수 있다(즉, 표면으로부터 10 ㎛ 초과). 물품(10)이 국부적으로 열적으로 처리되는(예를 들어, 레이저를 통해) 예에서, 침전물은 열 처리가 충분한 온도(예를 들어, 열원에 인접한 물품(10)의 표면 및 벌크 내에서)에 도달하는 경우에만 존재할 수 있다. 물품(10)은 침전물을 생성하기 위해 일 초과의 열 처리를 겪을 수 있음이 이해될 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 열 처리는 이미 형성된(예를 들어, 이전의 열 처리의 결과로) 침전물을 제거 및/또는 변경하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 열 처리는 침전물의 분해를 초래할 수 있다.
다양한 예에 따르면, 물품(10)은 다색일 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 "다색"은 이에 적용되는 열처리에 기초하여 상이한 색상을 나타낼 수 있는 물질을 의미한다. WO3는 이의 넓은 밴드 갭(예를 들어, 2.62 eV) 및 자유 캐리어(예를 들어, 전자)의 부족으로 인해 NIR 파장의 흡수를 갖지 않으며, 가시 파장의 약한 흡광도만을 갖는다. 도펀트 이온(예를 들어, NH4 +, Li+, Na+, K, Rb+, Cs+ 등)의 삽입('삽입'이라고 지칭)으로, WO3 내의 텅스텐 원자의 일부는 W+6으로부터 W+5로 환원되어 결정 내의 자유 전자를 초래한다. 이러한 전자는 전도대(예를 들어, 자유 전자) 및 밴드 갭 내의 국부적인 상태(예를 들어, 트랩트(trapped) 전자)를 점유한다. 결과적으로, 도핑된 WO3(텅스텐 청동)는 국부적인 표면 플라즈몬 공명을 통한 광자 에너지가 0.7 eV 미만인 NIR의 흡수 및 작은 폴라론(polaron) 메커니즘을 통한 광자 에너지가 1.4 eV 부근인 NIR의 절연에 의해 넓은 파장 범위(예를 들어, λ > 1100 nm)에 걸친 NIR 차폐 능력을 얻는다. 본 개시의 텅스텐 청동은 또한 강한 UV 및 VIS 흡수를 나타낼 수 있다. 동일한 방식의 도핑 및 그 효과는 WO3 및 MoO3 모두를 갖는 조성물에 존재한다는 것이 이해될 것이다.
일부 착색된 유리 조성물은 다양한 크기 및 형상의 나노 규모 금속성 침전물을 형성하여 가시 흡광도(즉, 색상)를 생성하기 위해 Ag, Au, V 및/또는 Cu와 같은 전이 금속 도펀트를 이용한다. 그러나, 이러한 착색된 유리와 달리, 본 개시의 텅스텐 및 혼합 텅스텐 몰리브덴 청동의 광학 흡광도는 본원에서 '청동'으로 지칭되는 알칼리-도핑된 텅스텐 및 몰리브덴 아산화물의 핵 형성 및 성장에 의해 형성된다. 이러한 다색 조성물은 개질제가 풍부하도록 특별히 설계되며(즉, 이는 양의 R2O - Al2O3 값을 가짐), 또한 상당한 산화 주석 수준을 갖는다. 유리 내의 과량의 알칼리는 텅스텐/몰리브덴 결정에 보다 많은 알칼리가 삽입되어 이러한 청동 결정 내의 보다 높은 도펀트 농도를 형성하며, 이는 추가의 다색 효과를 초래한다. 따라서, 본 개시의 유리 조성물은 색상 조정 또는 다색 능력을 위한 Ag, Au, V 및/또는 Cu의 사용에 반드시 의존하는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 유리 조성물 내의 산화 주석은 텅스텐- 및 혼합 텅스텐 및 몰리브덴-함유 결정의 부분 환원을 가능하게 하며, 이는 보다 높은 화학량론적 청동(예를 들어, W5+에 비해 보다 많은 양의 W6+를 필요로 하는 보다 큰 x 값을 갖는 MxWO3)의 발달을 촉질할 수 있다. 텅스텐 및 혼합 텅스텐/몰리브덴 청동 화학량론의 증가된 변화에 따라, 증가하는 색상-변화 효과가 이러한 조성물의 열처리를 통해 얻어질 수 있다. 불소 및/또는 인의 선택적인 첨가는 또한 이러한 조성물을 '보다 부드럽게' 만들 수 있으며, 이는 특히 열 처리 공정 동안 텅스텐 또는 혼합 텅스텐 몰리브덴 청동 결정 내로의 알칼리 확산 속도를 더욱 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 텅스텐 및 혼합 텅스텐/몰리브덴 청동은 각각이 비용을 상당히 증가시키는 Ag, Au, Cu 및/또는 V를 도펀트로서 주로 사용하는 통상의 유리 및 유리-세라믹 조성물에 비해 색상(즉, 광학 흡광도) 측면에서 광범위하게 변경되고 조정될 수 있다.
상기 논의의 관점에서, 이러한 다색 물품(10)에서의 색상 조정성의 기원은 도핑된 텅스텐 및/또는 몰리브덴 산화물 침전물의 밴드 갭 에너지의 변화로 인한 것으로 생각되며, 이는 다양한 화학량론의 순수 알칼리, 혼합 알칼리-금속, 및/또는 순수 금속 텅스텐 및/또는 몰리브덴 청동을 형성하기 위한 침전물 내로 삽입되는 알칼리 양이온의 농도로부터 기인한다. 침전물의 밴드 갭 에너지의 변화는 이의 화학량론으로 인한 것이며, 결정자 크기와는 크게 무관하다. 따라서, 도핑된 MxWO3 또는 MxMoO3 침전물은 동일한 크기 및/또는 형상을 유지할 수 있으나, 도펀트 "M" 정체성 및 농도 "x"에 따라 많은 다양한 색상을 갖는 물품(10)을 제공할 수 있다. 또한, 열처리 시간 및 온도는 화학량론 "x" 및 아마도 "M"의 정체성을 제어하는 것으로 생각된다. 예를 들어, 비교적 낮은 온도에서, 파란색 및 녹색 색상은 MxWO3 및/또는 MxMoO3 청동의 특성으로 관측되었으며, 여기서 M = 알칼리이고, 0.1 < x < 0.4이다. 이러한 '파란 청동'이 형성되는 온도 초과의 온도에서, 노랑, 빨강 및 주황과 같은 색상이 형성되며, 이는 MxWO3에서의 "x"가 > 0.4이고 열처리 시간의 증가에 따라 1에 접근함을 나타낸다.
본 개시의 조성물의 몇몇 예에서, 다색성 또는 색상 조정성은 M이 나트륨 외의 다른 것(즉, M≠Na)이거나, M이 다음의 종: H, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Sn, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sb, Te, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Ta, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, Bi, 및/또는 U의 조합인 경우 MxWO3 및 MxMoO3에서의 "M"의 함수일 수 있다. 생성되는 색상은 총 도펀트 농도 x 및 또한 M의 정체성(즉, 상이한 전자 밀도를 가지나, 동일한 전하가 상이한 광학 반응을 생성할 수 있는 종)으로 인한 것이다. 이해되는 바와 같이, 나열된 종 중 일부는 일부 x 값까지만 삽입될 수 있다(즉, 0 ≤ x ≤ 1 보다 좁은 x 범위). 이는 양이온 크기 및 전하로 인한 것일 수 있다. 예를 들어, 빨강, 노랑 및/또는 주황 색상은 이가 양이온 M'을 함유하는 비-화학량론적 텅스텐산염 화합물로부터 얻어질 수 있고, 여기서 M'는 형태 M'2-XWO4의 MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO 중 하나이다(여기서 0 < x < 1).
침전물을 발달시키거나 및/또는 색상을 생성하기 위한 물품(10)의 열 처리는 단일 단계에서 또는 다중 단계를 통해 달성될 수 있다. 예를 들어, 물품(10)에 의해 나타나는 색상의 생성(예를 들어, 도펀트 종의 동시 삽입(예를 들어, 금속 내로의 알칼리 금속 양이온)과 함께 해당 결정자의 부분 환원이 뒤따르는 WO3 및/또는 MoO3 침전물의 형성으로 시작하는 것)은 물품(10)이 형성된 직후 또는 이후 시점에 단일 열처리에서 완료될 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 주조된 이후 최종 형태로 처리되고(예를 들어, 렌즈 블랭크 또는 다른 광학 또는 미적 요소), 이후 색상이 생성되는(예를 들어, 알칼리 금속 이온의 침전물 내로의 삽입) 바로 아래의 온도에서 어닐링될 수 있다. 이 어닐링은 WO3 및/또는 MoO3의 클러스터링을 시작할 수 있으며, 이후 2차 열 처리가 상승된 온도에서 발생하여 WO3 및/또는 MoO3의 추가 결정화 및 부분 환원 및 색상을 생성하기 위한 알칼리 금속 이온 및/또는 다른 종의 삽입을 허용할 수 있다.
침전물을 생성하고 및/또는 도펀트를 침전물 내로 삽입하는 물품(10)의 열 처리는 다양한 시간 및 온도에서 발생할 수 있다. 물품(10)의 열 처리는 달리 언급되지 않는 한 공기 중에서 수행되는 것으로 이해될 것이다. 물품(10)이 노 안에서 열 처리되는 예에서, 물품(10)은 제어된 온도의 램핑(ramping)으로 실온에서 노 안에 위치될 수 있거나 및/또는 이미 상승된 온도에서 노 안으로 "플런지(plunged)"될 수 있다.열 처리는 400 ℃ 내지 1000 ℃의 온도에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 제2 열 처리는 400 ℃, 또는 425 ℃, 또는 450 ℃, 또는 475 ℃, 또는 500 ℃, 또는 505 ℃, 또는 510 ℃, 또는 515 ℃, 또는 520 ℃, 또는 525 ℃, 또는 530 ℃, 또는 535 ℃, 또는 540 ℃, 또는 545 ℃, 또는 550 ℃, 또는 555 ℃, 또는 560 ℃, 또는 565 ℃, 또는 570 ℃, 또는 575 ℃, 또는 580 ℃, 또는 585 ℃, 또는 590 ℃, 또는 595 ℃, 또는 600 ℃, 또는 605 ℃, 또는 610 ℃, 또는 615 ℃, 또는 620 ℃, 또는 625 ℃, 또는 630 ℃, 또는 635 ℃, 또는 640 ℃, 또는 645 ℃, 또는 650 ℃, 또는 655 ℃, 또는 660 ℃, 또는 665 ℃, 또는 670 ℃, 또는 675 ℃, 또는 680 ℃, 또는 685 ℃, 또는 690 ℃, 또는 695 ℃, 또는 700 ℃의 온도에서 발생할 수 있다.
열 처리는 1초 내지 24시간의 시간 주기 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 열 처리는 1초, 또는 30초, 또는 45초, 또는 1분, 또는 2분, 또는 5분, 또는 10분, 또는 15분, 또는 20분, 또는 25분, 또는 30분, 또는 35분, 또는 40분, 또는 45분, 또는 50분, 또는 55분, 또는 60분, 또는 65분, 또는 70분, 또는 75분, 또는 80분, 또는 85분, 또는 90분, 또는 95분, 또는 100분, 또는 105분, 또는 110분, 또는 115분, 또는 120분, 또는 125분, 또는 130분, 또는 135분, 또는 140분, 또는 145분, 또는 150분, 또는 155분, 또는 160분, 또는 165분, 또는 170분, 또는 175분, 또는 180분, 또는 185분, 또는 190분, 또는 195분, 또는 200분, 또는 205분, 또는 210분, 또는 215분, 또는 220분, 또는 225분, 또는 230분, 또는 235분, 또는 240분, 또는 245분, 또는 250분, 또는 255분, 또는 300분, 또는 350분, 또는 400분, 또는 450분, 또는 500분 동안 수행될 수 있다. 열 처리는 6시간 이상, 7시간 이상, 8시간 이상, 9시간 이상, 10시간 이상, 11시간 이상, 12시간 이상, 13시간 이상, 14시간 이상 또는 15시간 이상의 상당히 긴 시간 동안 수행될 수 있음이 이해될 것이다.
몇몇 예에서, 물품(10)은 이후 0.1 ℃/분, 또는 1 ℃/분, 또는 2 ℃/분, 또는 3 ℃/분, 또는 4 ℃/분, 또는 5 ℃/분, 또는 6 ℃/분, 또는 7 ℃/분, 또는 8 ℃/분, 또는 9 ℃/분, 또는 10 ℃/분의 속도로 보다 낮은 온도로 냉각될 수 있다. 보다 낮은 온도는 실온(예를 들어, 23 ℃) 내지 500 ℃일 수 있다. 예를 들어, 보다 낮은 온도는 23 ℃, 50 ℃, 75 ℃, 100 ℃, 125 ℃, 150 ℃, 175 ℃, 200 ℃, 225 ℃, 250 ℃, 275 ℃, 300 ℃, 325 ℃, 350 ℃, 375 ℃, 400 ℃, 또는 425 ℃, 또는 450 ℃, 또는 470 ℃, 또는 500 ℃일 수 있다. 물품(10)은 전술한 시간 및 온도 중 일 이상을 사용하는 다단계 열처리를 겪을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
열 처리를 위해 제공된 값 사이의 시간 및 온도에 대한 임의의 모든 값 및 범위가 고려된다는 것이 이해될 것이다. 또한, 상기 언급된 시간 및 온도의 임의의 조합이 고려된다는 것이 이해될 것이다.
전술한 바와 같이, 노의 사용에 추가로 또는 대안적으로, 물품(10)은 레이저 및/또는 다른 국부적 열원의 사용을 통해 열적으로 처리될 수 있다. 이러한 예는 국부적인 색상 또는 다색 효과를 생성하는데 유리할 수 있다. 레이저 및/또는 국부적 열원은 침전물을 생성하거나 및/또는 일 이상의 알칼리 금속 이온을 침전물 내로 삽입하여 국부적 색상을 생성하기에 충분한 열 에너지를 공급할 수 있다. 레이저 및/또는 다른 열원은 물품(10)에 걸쳐 색상 및/또는 다양한 광학 특성을 우선적으로 생성하기 위해 물품(10)에 걸쳐 래스터되거나(rastered) 안내될 수 있다. 레이저 및/또는 국부적인 열원의 강도 및/또는 속도는 물품(10)의 다양한 부분이 상이한 색상을 나타내도록 이것이 물품(10)을 가로질러 이동할 때 조정될 수 있다. 이러한 특징은 물품(10)에서 표시, 기호, 텍스트, 숫자 및/또는 그림을 생성하는데 유리할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 물품(10)의 조성 및 이것이 겪는 열 처리에 따라, 물품(10)은 다양한 색상을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 물품(10)은 다음의 색상: 파랑, 녹색, 갈색, 호박색, 노란색, 주황색, 빨강, 옥스블러드 적색, 중성 회색 음영 및 청동-갈색 색상 및/또는 이들의 조합을 나타낼 수 있다. 이러한 색상 및/또는 색상 조합 중 임의의 것이 물품(10)에 걸친 벌크에서 및/또는 전술한 물품(10)의 국부적인 일부에서 생성될 수 있다. 물품의 색상은 3차원 L*a*b* 색 공간으로 표현될 수 있으며, 여기서 L*이 밝기이고, a* 및 b*가 각각 녹색-빨간색 및 청색-노란색의 색상 상대에 관한 것이다. 추가로 또는 대안적으로, 물품(10)의 색상은 또한 X 및 Y의 값으로 표현될 수 있으며, 여기서 Y는 휘도이고 X는 음이 아닌 것으로 선택된 콘 반응 곡선의 혼합(예를 들어, 선형 조합)이다. 달리 지정되지 않는 한, L*, a*, b* 및 X, Y 색상 좌표는 반사 성분이 포함되며, 열처리 후 롤링된 시트로부터 커팅된 폴리싱된 0.5 mm 두께의 평면 상의 투과 모드에서 X-Rite 색도계를 사용하여 D65-2° 하에서 수집된다. 물품(10)은 6 내지 90, 또는 6 내지 85, 또는 4 내지 86, 또는 14 내지 90, 또는 21 내지 88, 또는 4.5 내지 81, 또는 39 내지 90, 또는 8 내지 90, 또는 15 내지 91, 또는 28 내지 92, 또는 16 내지 81, 또는 49 내지 89, 또는 41 내지 96 또는 15.6 내지 96의 L* 값을 나타낼 수 있다. 물품(10)은 -18.6 내지 49, 또는 -13 내지 41, 또는 -9 내지 38, 또는 -14 내지 31, 또는 -11 내지 36, 또는 -12 내지 29 또는 -12 내지 26의 a* 값을 나타낼 수 있다. 물품(10)은 -7.8 내지 53.5, 또는 -2 내지 63, 또는 2 내지 70, 또는 6 내지 70, 또는 1 내지 68, 또는 1 내지 65, 또는 4 내지 49, 또는 1 내지 37, 또는 4 내지 24 또는 5 내지 30의 b* 값을 나타낼 수 있다. 물품(10)은 0.24 내지 0.65, 또는 0.25 내지 0.45, 또는 0.3 내지 0.4, 또는 0.31 내지 0.66, 또는 0.27 내지 0.62, 또는 0.29 내지 0.66, 또는 0.30 내지 0.65, 또는 0.29 내지 0.60, 또는 0.31 내지 0.57 또는 0.3 내지 0.48의 X 값을 나타낼 수 있다. 물품은 또한 0.25 내지 0.45, 또는 0.3 내지 0.4의 최소 X 값을 나타낼 수 있다. 물품(10)은 0.3 내지 0.5, 또는 0.32 내지 0.43, 또는 0.34 내지 0.40, 또는 0.33 내지 0.43 또는 0.35 내지 0.38, 또는 0.35 내지 0.41의 Y 값을 나타낼 수 있다. 또한, 물품(10)은 0.3 내지 0.5, 또는 0.35 내지 0.41의 최소 Y 값을 나타낼 수 있다. 상기 언급된 범위 및 값 사이의 모든 값 및 범위는 L*, a*, b*, X 및 Y에 대해 고려되는 것으로 이해될 것이다. 또한, L*, a*, b*, X 및 Y 값 중 임의의 것은 다른 L*, a*, b*, X 및 Y 값 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
물품(10)은 전자기 복사의 특정 파장 대역에 걸쳐 흡광도를 나타낼 수 있다. 흡광도는 밀리미터 당 광학 밀도(OD/mm)로 표현될 수 있다. 본 기술분야의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 광학 밀도는 물품(10)을 나가는 광의 강도 대 물품(10)에 들어가는 광의 강도의 비의 로그이다. 흡광도 데이터는 ISO 15368에 따른 측정 규칙에 따라 UV/Vis 분광 광도계를 사용하여 수집될 수 있다. 280 nm 내지 365 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.6 OD/mm 내지 8 OD/mm 초과, 또는 1 OD/mm 내지 8 OD/mm 초과 또는 4 OD/mm 내지 8 OD/mm 초과의 흡광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 280 nm 내지 380 nm의 파장에 걸쳐 0.5 OD/mm 이상, 또는 1.0 OD/mm 이상, 또는 1.5 OD/mm 이상, 또는 2.0 OD/mm 이상, 또는 2.5 OD/mm 이상, 또는 3.0 OD/mm 이상, 또는 3.5 OD/mm 이상, 또는 4.0 OD/mm 이상, 또는 4.5 OD/mm 이상, 또는 5.0 OD/mm 이상, 또는 5.5 OD/mm 이상, 또는 6.0 OD/mm 이상, 또는 6.5 OD/mm 이상, 또는 7.0 OD/mm 이상, 또는 7.5 OD/mm 이상, 또는 8.0 OD/mm 이상, 또는 8.5 OD/mm 이상, 또는 9.0 OD/mm 이상, 또는 9.5 OD/mm 이상 또는 10.0 OD/mm 이상의 흡광도를 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
365 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.2 OD/mm 내지 10 OD/mm 초과, 또는 1 OD/mm 내지 8 OD/mm 초과, 또는 1.8 OD/mm 내지 7.5 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 365 nm 내지 400 nm의 파장에 걸쳐 0.5 OD/mm 이상, 또는 1.0 OD/mm 이상, 또는 1.5 OD/mm 이상, 또는 2.0 OD/mm 이상, 또는 2.5 OD/mm 이상, 또는 3.0 OD/mm 이상, 또는 3.5 OD/mm 이상, 또는 4.0 OD/mm 이상, 또는 4.5 OD/mm 이상, 또는 5.0 OD/mm 이상, 또는 5.5 OD/mm 이상, 또는 6.0 OD/mm 이상, 또는 6.5 OD/mm 이상, 또는 7.0 OD/mm 이상, 또는 7.5 OD/mm 이상, 또는 8.0 OD/mm 이상, 또는 8.5 OD/mm 이상, 또는 9.0 OD/mm 이상, 또는 9.5 OD/mm 이상 또는 10.0 OD/mm 이상의 흡광도를 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.1 OD/mm 내지 6 OD/mm, 또는 0.1 OD/mm 내지 0.7 OD/mm, 또는 0.1 OD/mm 내지 4.4 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 1.1 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 0.6 OD/mm, 또는 0.6 OD/mm 내지 4.2 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 400 nm 내지 700 nm의 파장에 걸쳐 0.5 OD/mm, 또는 1.0 OD/mm, 또는 1.5 OD/mm, 또는 2.0 OD/mm, 또는 2.5 OD/mm, 또는 3.0 OD/mm, 또는 3.5 OD/mm, 또는 4.0 OD/mm, 또는 4.5 OD/mm, 또는 5.0 OD/mm, 또는 5.5 OD/mm 또는 6.0 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
365 nm 내지 2000 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.1 OD/mm 내지 5.7 OD/mm, 또는 0.1 OD/mm 내지 1.2 OD/mm, 또는 0.15 OD/mm 내지 1.1 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 2.2 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 1.5 OD/mm, 또는 0.25 OD/mm 내지 1.1 OD/mm, 또는 0.1 OD/mm 내지 5.2 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 700 nm 내지 2000 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.2 OD/mm, 또는 0.4 OD/mm, 또는 0.6 OD/mm, 또는 0.8 OD/mm, 또는 1.0 OD/mm, 또는 1.2 OD/mm, 또는 1.4 OD/mm, 또는 1.6 OD/mm, 또는 1.8 OD/mm, 또는 2.0 OD/mm, 또는 2.2 OD/mm, 또는 2.4 OD/mm, 또는 2.6 OD/mm, 또는 2.8 OD/mm, 또는 3.0 OD/mm, 또는 3.2 OD/mm, 또는 3.4 OD/mm, 또는 3.6 OD/mm, 또는 3.8 OD/mm, 또는 4.0 OD/mm, 또는 4.2 OD/mm, 또는 4.4 OD/mm, 또는 4.6 OD/mm, 또는 4.8 OD/mm, 또는 5.0 OD/mm, 또는 5.2 OD/mm, 또는 5.4 OD/mm, 또는 5.6 OD/mm 또는 5.8 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
700 nm 내지 2000 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.1 OD/mm 내지 5.7 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 2.2 OD/mm, 또는 0.2 OD/mm 내지 1.5 OD/mm, 또는 0.25 OD/mm 내지 1.1 OD/mm, 또는 0.1 OD/mm 내지 5.2 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 예를 들어, 700 nm 내지 2000 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0.2 OD/mm, 또는 0.4 OD/mm, 또는 0.6 OD/mm, 또는 0.8 OD/mm, 또는 1.0 OD/mm, 또는 1.2 OD/mm, 또는 1.4 OD/mm, 또는 1.6 OD/mm, 또는 1.8 OD/mm, 또는 2.0 OD/mm, 또는 2.2 OD/mm, 또는 2.4 OD/mm, 또는 2.6 OD/mm, 또는 2.8 OD/mm, 또는 3.0 OD/mm, 또는 3.2 OD/mm, 또는 3.4 OD/mm, 또는 3.6 OD/mm, 또는 3.8 OD/mm, 또는 4.0 OD/mm, 또는 4.2 OD/mm, 또는 4.4 OD/mm, 또는 4.6 OD/mm, 또는 4.8 OD/mm, 또는 5.0 OD/mm, 또는 5.2 OD/mm, 또는 5.4 OD/mm, 또는 5.6 OD/mm 또는 5.8 OD/mm의 흡광도를 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
물품(10)은 전자기 복사의 상이한 파장 대역에 걸쳐 상이한 투과율을 나타낼 수 있다. 투과율은 퍼센트 투과율로 표현될 수 있다. 투과율 데이터는 ISO 15368에 따른 측정 규칙에 따라 0.5 mm 두께를 갖는 샘플 상에서 UV/Vis 분광 광도계를 사용하여 수집될 수 있다. 280 nm 내지 380 nm의 파장 범위에 걸쳐, 물품(10)은 0% 내지 50%, 또는 0.01% 내지 30%, 또는 0.01% 내지 0.91%의 투과율을 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 280 nm 내지 365 nm의 파장에 걸쳐 0.5%, 또는 5%, 또는 10%, 또는 15%, 또는 20%, 또는 25%, 또는 30%, 또는 35%, 또는 40%, 또는 45%의 투과율을 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다.
물품(10)은 365 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 0% 내지 86%, 또는 0.8% 내지 86%, 또는 0% 내지 25% 또는 0.02% 내지 13%의 투과율을 가질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 380 nm 내지 400 nm의 파장에 걸쳐 1%, 또는 5%, 또는 10%, 또는 15%, 또는 20%, 또는 25%, 또는 30%, 또는 35%, 또는 40%, 또는 45%, 또는 50%, 또는 55%, 또는 60%, 또는 65%, 또는 70%, 또는 75%, 또는 80%의 투과율을 가질 수 있다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다. 투과율 데이터는 ISO 15368에 따른 측정 규칙에 따라 0.5 mm 두께를 갖는 샘플 상에서 UV/VIS 분광 광도계를 사용하여 수집될 수 있다.
물품(10)은 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 걸쳐 0% 내지 95%, 또는 0% 내지 88%, 또는 0% 내지 82%, 또는 0% 내지 70%, 또는 0% 내지 60%, 또는 0% 내지 50%, 또는 0% 내지 40%, 또는 0% 내지 30%, 또는 0% 내지 20%, 또는 0% 내지 10%, 또는 5% 내지 50%, 또는 10% 내지 70%의 투과율을 가질 수 있다. 1.9 mm의 두께를 갖는 몇몇 예에서, 물품(10)은 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 또는 적어도 20%의 평균 투과율을 나타낸다. 위에 열거된 값 사이의 임의 및 모든 값 및 범위가 고려되는 것으로 이해될 것이다. 달리 언급되지 않는 한, 투과율 데이터는 ISO 15368에 따른 측정 규칙에 따라 0.5 mm 두께를 갖는 샘플 상에서 UV/VIS 분광 광도계를 사용하여 수집될 수 있다.
물품(10)은 1 mm의 두께에서 400 nm 내지 700 nm의 파장 대역에 걸쳐 0.1% 내지 25%의 산란을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 25% 이하, 24% 이하, 23% 이하, 22% 이하, 21% 이하, 20% 이하, 19% 이하, 18% 이하, 17% 이하, 16% 이하, 15% 이하, 14% 이하, 13% 이하, 12% 이하, 11% 이하, 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1% 이하의 산란을 나타낼 수 있다. 산란 데이터는 ISO 13696 (2002) Optics and Optical Instruments - Test methods for radiation scattered by optical components에 따라 수집된다.
본 개시의 다양한 예는 다양한 특성 및 이점을 제공할 수 있다. 특정 특성 및 이점이 특정 조성과 관련하여 개시될 수 있으나, 개시된 다양한 특성 및 이점은 다른 조성에도 동일하게 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
먼저, 본원에 개시된 물품(10)의 조성이 공지된 구리-, 은-, 및 금-도핑된 유리와 상이하기 때문에, 물품(10)의 색상은 조성을 변경하지 않고 광범위하게 조정될 수 있으며 다수의 구별되는 색상에 걸쳐 광학 사양을 성공적으로 충족시킬 수 있다. 이와 같이, 물품(10)에 대해 본원에 개시된 일련의 조성은 착색된 물품 생산을 간소화하기 위한 실질적인 해결책을 제공할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 광범위한 광학 흡광도는 형성 후 열처리 시간 및 온도를 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 이와 같이, 단일 유리 탱크는 소비자 요구에 따라 여러 특정 색상으로 열처리될 수 있는 물품(10)을 연속적으로 생산하는데 사용될 수 있다(즉, 생산 중단-시간 감소, 사용 불가능한 전이 유리 감소). 또한, 물품(10)의 다양한 조성은 또한 물품(10)에 걸쳐 열처리 시간 및 온도를 변화시킴으로써 거의 완전한 무지개 색상을 생성할 수 있다(예를 들어, 무지개 색상은 단일 물품에서 생성될 수 있음). 색상의 변화에 더하여, 인지된 색조 또는 투과율은 물품(10)에 걸쳐 변화될 수 있다. 물품(10) 자체의 색조가 조절될 수 있기 때문에, 기존 물품의 염색된 플라스틱 적층체, 필름, 또는 염색된 폴리카보네이트 렌즈가 제거될 수 있다. 또한, 물품에 의해 달성되는 색상, 반사율 및/또는 색조가 물품(10) 자체의 특성이기 때문에, 물품(10)은 기존의 물품보다 큰 환경 내구성(예를 들어, 내마모성 및/또는 내화학성)을 나타낼 수 있다. 특정 적용에서, 물품(10)은 선글라스 렌즈(즉, 물품(10)은 열 및 복사로부터 선글라스 착용자를 보호하기 위해 적외선 복사를 흡수하는 것에 더하여 다양한 색상을 제공할 수 있기 때문에 유리할 수 있음) 및/또는 자동차 또는 건축 적용(예를 들어, 구배 페이드(gradient fade) 또는 다중 색상이 동일한 창유리에서 요구되는 경우, 설계자는 모놀리식 물품(10)에서 다중 색상, 투과 및 채도와 관련하여 새로운 수준의 유연성을 제공하면서 유해한 자외선 및/또는 적외선 복사를 차단함으로써 이들이 장식하는 자동차 및 건물 상의 열 및 냉각 부하를 감소시킴)에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 표준 ISO 14 889:2013 & 8980-3 2013, ANSI Z80.3 - 2001, AS 1067 - 2003 및 ISO 12312-1 : 2013를 충족할 수 있다.
둘째로, 물품(10)의 조성물은 물품(10)이 융합 형성할 수 있도록 충분히 높은 액상선 점도를 가질 수 있다. 이온-교환과 관련하여, 이온-교환은 물품(10)의 내구성 및/또는 내스크래치성을 증가시킬 수 있는 선택된 깊이(30)에서의 압축 응력을 제공할 수 있다. 융합 형성과 관련하여, 물품(10)은 이중 융합 적층체에서 이용될 수 있으며, 여기서 투명 텅스텐 유리, 또는 혼합 텅스텐 몰리브덴 유리가 기판 주위의 클래드 물질로 사용된다. 클래딩으로서의 적용 후, 유리 클래딩은 유리-세라믹 상태로 변형될 수 있다. 이중 융합 적층체의 유리-세라믹 클래딩은 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있으며 높은 평균 가시 투과율(예를 들어, 자동차 윈드실드 및/또는 건축용 글레이징에 대해 75% 내지 85%)을 갖는 강한 UV 및 IR 감쇠, 낮은 가시 투과율(예를 들어, 자동차 측면 조명, 자동차 선루프 및 프라이버시 글레이징에 대해 5% 내지 30%)을 갖는 강한 UV 및 IR 감쇠 및/또는 가시 및 적외선 흡광도가 구배 노에서의 처리, 국부 가열 및/또는 국부 표백에 의해 조절될 수 있는 적층체를 가질 수 있다. 또한, 유리 조성물의 클래딩으로서의 사용은 조정 가능한 광학 특성을 완전히 활용하는 동시에 강화된 모놀리식 유리 플라이를 생성하는 신규한 공정을 제공한다. 또한, 클래딩은 코어 및 클래딩 모두가 독립적으로 조정 가능할 수 있도록 조정 가능한 광학 특성을 갖는 기판에 적용될 수 있다.
셋째, 물품(10)은 다양한 열 처리로 조정 가능한 광학 특성(예를 들어, 색상, 투과율 등)을 나타낼 수 있기 때문에, 구배 노에서의 처리 또는 적외선 램프 하의 처리는 단일 재료 조각 내에서 거의 완전한 무지개 색상을 생성할 수 있다(예를 들어, 이는 휴대폰 또는 태블릿 뒷면과 같은 미적 목적에 바람직할 수 있음). 또한, 열 처리가 국소적일 수 있기 때문에(예를 들어, 레이저의 사용을 통해), 물품(10)은 패턴화 및 착색될 수 있다. 예를 들어, 레이저-보조 가열 및/또는 냉각 공정은 새로운 장식 재료를 생성하고 물품(10) 내에 로고 및 이미지를 빠르게 생성하기 위해 상이한 파장을 이용할 수 있다. 레이저 전력 및 쓰기 속도를 최적화함으로써, 다양한 색상이 달성될 수 있다. 또한, 다중 파장으로의 레이저 패터닝은 장식, 구배 흡수 또는 다른 독특한 예술적 효과에 유용할 수 있는 선택적인 표백(즉, 침전물의 용해를 통해 선택된 영역의 색상 및/또는 색조를 제거)에 사용될 수 있다.
넷째, 가열 및 슬럼핑(slumping), 또는 텍스트, 디자인 및/또는 패턴이 새겨진 세라믹 또는 금속 플레이트로 프레싱하는 것은 물품(10)에서 다양한 열 프로파일을 생성함으로써 색상의 구배를 유도하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디자인 또는 텍스쳐를 갖는 히트 싱크를 사용함으로써, 물품(10)의 냉각 시 다양한 열 프로파일은 물품(10)의 열 처리에 의해 나중에 발달될 수 있는 잠상을 생성할 수 있다.
다섯째, 물품(10)이 생성될 때 연속 용융기 상의 색상 셀의 사용은 물품(10)의 유리-조성물에 미량의 도펀트를 도입하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 물품(10)은 V2O5로 도핑되어 회색 및 청동 갈색을 생성하거나 및/또는 Ag로 도핑되어 파란색, 녹색, 호박색, 빨간색 및 주황색을 생성할 수 있다. 이는 고정된 세트의 구성 성분으로 생성될 색상의 완전한 보완을 가능하게 하며 밀도 차이로 인한 긴 중단 시간 없이 Ag- 및 V2O5-도핑된 물품(10) 사이의 빠른 탱크 전환을 허용한다. 색상 셀의 사용은 물품(10)의 온-더-플라이(on-the-fly) 도핑이 중성 회색, 청동 갈색, 파란색, 녹색, 호박색, 빨간색, 주황색 및 이들의 조합을 생성할 수 있기 때문에 탱크 전환에 대한 필요를 제거할 수 있다(예를 들어, 색상을 생성하기 위한 도펀트가 물품(10)이 생성될 때 혼합될 수 있기 때문에).
여섯째, 물품(10)은 휘발성 할라이드를 함유하지 않을 수 있기 때문에 생산이 보다 쉽고 재현 가능할 수 있다. 또한, 물품(10)의 착색은 Joseph 유리와 같은 자외선 노출 및 다중 열-처리를 요구하지 않을 수 있다. 이와 같이, 모든 색상은 시간 및 온도를 최적화함으로써 1-단계 열 처리로 달성될 수 있다.
일곱째, 본 개시의 유리 조성물로부터 생성된 물품(10)은 분말화 또는 과립화될 수 있고 다양한 재료에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 분말화된 물품(10)은 페인트, 바인더, 중합성 물질(예를 들어, 폴리비닐 부티랄), 졸-겔 및/또는 이들의 조합에 첨가될 수 있다. 이러한 특징은 전술한 재료에 물품(10)의 일 이상의 특성(예를 들어, 전체 투과율, UV 컷오프, 적외선 흡광도 등)을 부여하는데 유리할 수 있다.
여덟째, 물품(10)은 Ag, Cu, V 및/또는 Cu를 포함하는 많은 도핑된 유리에서 얻기 어려운 색상인 상이한 녹색 음영을 쉽게 형성할 수 있다.
아홉째, 상당한 양의 Ag, Cu, V 및 C가 없는 물품(10)의 배치 비용은 특히 기존의 Ag, Cu, V 및/또는 Cu 도핑된 유리 및 유리-세라믹 조성물에 비해 비교적 낮다.
실시예
다음의 실시예는 제조 방법을 포함하는 본 개시의 유리-세라믹 물질 및 물품의 특정 비-제한적인 예를 나타낸다.
실시예 1
이제 표 4를 참조하면, 요소(예를 들어, 물품(10)에 대한 예시적인 다색 텅스텐(실시예 1 내지 1F) 및 혼합 텅스텐 몰리브덴 청동 조성물(실시예 1G 내지 1H)의 목록이 제공된다. 표에서 알 수 있듯이, 실시예 1, 1D, 1E 및 1F는 불소-함유 조성물이며; 실시예 1A 내지 1C, 1G 및 1H는 불소가 없다. 이러한 예시적인 조성물은 배치된 상태의 mol%로 제공된다. 이 실시예에서, 표 4의 조성물은 배치 성분의 무게를 측정하고, 이들을 터뷸라 또는 볼 밀에 의해 혼합하며, Pt 도가니에서 1300 내지 1500 ℃의 온도에서 6 내지 32시간 동안 용융함으로써 제조되었다(실리카, 내화성 또는 Pt/꼬 도가니는 또한 본 개시의 조성물에 대해 사용될 수 있음). 유리는 이후 유리의 '광학 푸어(pour)' 또는 '패티'를 생성하기 위해 금속 테이블 상으로 주조되었다. 일부 용융물은 강철 테이블 상으로 주조된 후 강철 롤러를 사용하여 시트로 롤링되었다. 유리는 이후 380 ℃ 내지 570 ℃의 온도에서 어닐링되었다.
다색성 Ag-무 W 및 혼합 W/Mo 청동 세라믹 조성물(mol%)
성분 실시예 1 실시예 1A 실시예 1B 실시예 1C 실시예 1D 실시예 1E 실시예 1F 실시예 1G 실시예 1H
SiO2 55.469 66.417 64.974 64.492 55.417 55.365 55.314 67.181 67.181
Al2O3 10.861 9.611 10.572 10.572 10.851 10.841 10.830 9.617 9.617
B2O3 12.683 9.419 9.419 9.419 12.671 12.659 12.647 9.425 9.425
Li2O 5.435 5.558 6.030 6.507 5.430 5.425 5.419 4.845 4.846
Na2O 6.638 4.999 5.008 5.011 6.632 6.625 6.619 4.997 4.997
K2O 0.023 0.024 0.026 0.028 0.023 0.023 0.023 0.021 0.021
MgO 0.016 0 0 0 0.015 0.014 0.013 0 0
CaO 0.191 0.080 0.080 0.080 0.191 0.190 0.190 0.019 0.019
SnO2 0.143 0.048 0.048 0.048 0.238 0.333 0.428 0.048 0.048
WO3 3.099 3.845 3.844 3.844 3.096 3.093 3.090 1.924 0.962
MoO3 0 0 0 0 0 0 0 1.923 2.885
F- 5.435 0 0 0 5.430 5.425 5.420 0 0
R2O - Al2O3 +1.234 +0.969 +0.491 +0.973 +1.233 +1.232 +1.231 +0.246 +0.247
이 실시예의 주조된 상태의 조성물의 샘플은 주위 공기 전기 오븐에서 425 ℃ 내지 600 ℃ 범위의 온도에서 5 내지 500분 범위의 시간동안 열처리되었다. 이러한 열처리는 NIR, VIS 및 UV 스펙트럼에 걸쳐 다양한 수준의 광학 흡광도를 달성하기 위해 시간 및 온도 측면에서 조정되었다. 또한, 냉각 속도는 특정 흡광도 프로파일을 얻기 위한 이러한 샘플의 열처리에서 1 ℃/분 내지 훨씬 빠른 냉각 속도로 조정되었다(예를 들어, 오븐이 열처리 온도로 유지되는 동안 샘플을 오븐으로부터 주위 온도 환경으로 직접 제거).
본 개시의 조성물의 다색 능력에 대한 열처리의 영향을 입증하기 위해, 실시예 1 조성물의 샘플은 샘플 실시예 1-1 내지 1-7을 생성하기 위해 아래 표 5에 나열된 스케쥴에 따라 열처리되었다. 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 최대 열처리 온도는 475 ℃, 510 ℃, 525 ℃ 및 550 ℃였으며; 이러한 최대 온도에서의 유지 시간은 67.5분, 105분, 112.5분, 168.5분, 170분 및 200분이었다.
실시예 1(실시예 1-1 내지 1-7)에 대한 열처리 조건
실시예 1-1 실시예 1-2
시간 (분) 온도(℃) 시간 (분) 온도 (℃)
0 25 0 25
45 475 48.5 510
105 475 168.5 510
180 400 253.5 425
240 25 313.5 25
실시예 1-3 Ex. 1-4
시간 (분) 온도 (℃) 시간 (분) 온도 (℃)
0 25 0 25
50 525 52.5 550
110 525 67.5 550
185 450 142.5 475
245 25 202.5 25
실시예 1-5 Ex. 1-6
시간 (분) 온도 (℃) 시간 (분) 온도 (℃)
0 25 0 25
50 525 52.5 550
170 525 112.5 550
245 450 187.5 475
60 25 247.5 25
실시예 1-7
시간 (분) 온도 (℃)
0 25
5 525
200 525
205 25
이제 도 2a 및 2b를 참조하면, 투과율(%) 및 흡광도(OD/mm) 각각의 플롯은 실시예 1 조성물의 열-처리된 샘플에 대해 제공된다. 특히, 1.9 mm 두께를 갖는 샘플(폴리싱된 상태)은 280 nm 내지 2000 nm의 파장 범위에 걸쳐 투과율 및 흡광도가 측정되었다. 도 2a 및 2b에서 알 수 있는 바와 같이, 7개의 열-처리된 샘플 중 6개(실시예 1-1 내지 1-6)는 낮은 UV 및 NIR 투과율을 나타낸다. 또한, 도 2b로부터의 흡광도 데이터는 각각 평균, 최소 및 최대 흡광도 값을 제공하기 위해 아래 표 6a, 6b 및 6c에 표로 작성되었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
또한, 실시예 1 조성물의 샘플 각각(실시예 1-1 내지 1-7)은 ANSI Z80.3-2001의 선글라스 사양을 충족하는 상이한 중성 색상(예를 들어, 올리브, 회색, 자주색, 황갈색, 짙은 녹색 등)을 나타냈다. 도 3을 참조하면, ANSI Z80.3-2001 교통 신호 요구 사항의 관점에서 실시예 1의 열-처리된 실시예에 대한 X 및 Y 색 좌표의 플롯이 제공되며, 이는 '선글라스' 물질로 정의되는 물질에 의해 충족되어야 한다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 샘플은 ANSI Z80.3-2001 요구 사항의 노란색, 녹색 및 일광(D65 2°) 부분을 충족한다. 또한, 특정 파장 영역(UVB, UVA, 가시 및 NIR)에서 투과율 측정 및 색 좌표는 실시예 1 조성물의 샘플 실시예 1-1 내지 1-7 각각에 대해 얻어졌고, 다양한 선글라스 광학 요건에 대해 평가되었다. 요약하면, 각 샘플(실시예 1-1 내지 1-7)은 ISO 12312-1:2013(IR 보호), ANSI Z80.3-2001(교통 신호) 및 AS 1067-2003(UV 흡수)의 선글라스 요건을 충족했다. 또한, D65 2°조명 조건에 대한 x 및 y 색 좌표 데이터는 7b에 제공된 최소 및 최대값과 함께 표 7a에 이들 샘플 각각에 대해 아래에 제공된다.
Figure pct00004
Figure pct00005
실시예 2
이 실시예에서, 본 개시의 유리 조성물 내 과량의 알칼리 함량의 영향이 조사되었다. 이론에 구애되지 않고, 앞서 언급된 바와 같이, 본 개시의 조성물에서의 과량의 알칼리 함량은 다양한 열처리 조건에서 이러한 조성물에서 관측되는 다색 효과에 영향을 미친다. 이러한 조성물의 증가된 알칼리 함량은 MxWO3 결정 화학량론의 보다 큰 변화 및 변경을 허용하며, 이는 색상 변화에서 나타나는 밴드 갭 에너지의 이동을 초래한다. 보다 구체적으로, 도펀트 "M"이 알칼리 양이온(Li, Na, K, Rb 및/또는 Cs)이고 농도 "x"가 증가함에 따라, 생성된 유리 또는 유리-세라믹 조성물의 흡광도 및 색상은 변화한다. 반대로, 텅스텐 및/또는 몰리브덴 산화물과 상호 작용하여 MxWO3의 형태의 알칼리 텅스텐 및/또는 몰리브덴 청동 결정을 형성할 수 있는 제한된 알칼리가 있는 경우, "x"의 범위가 제한되거나 경계가 있다.
다시 이론에 구애되지 않고, 본 개시의 텅스텐-함유(및 혼합 텅스텐/몰리브덴-함유) 알칼리-알루미노-보로실리케이트에서, 알칼리 양이온에 대해 경쟁하는 여러 종이 있다. 이들은 알루미나, 실리카, 붕소 및 텅스텐을 포함한다. 이들 종 중에서, 알루미나는 알칼리에 대해 가장 강력하게 경쟁하며, 차례로 알칼리 대 알루미나 비(즉, R2O - Al2O3)를 최적화함으로써 텅스텐 산화물과 상호 작용하여 알칼리 텅스텐 청동 결정을 형성할 수 있는 알칼리 양이온의 농도가 제어될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 알루미나에 비해 약간 과잉인 알칼리(즉, R2O - Al2O3 ≤ 0.25 mol%)가 있는 조성물에서, 청색 텅스텐 청동 결정(아마도 MxWO3, 여기서 0 < x < 0.4)만이 형성된다. 보다 많은 알칼리가 존재하는 경우, 열처리를 최적화함으로써 보다 높은 "M" 양이온 농도를 갖는 텅스텐 청동 결정이 생성될 수 있으며, 이에 의해 보다 넓은 범위의 색상에 접근한다.
사용 가능한 알칼리를 제한하는 것이 생성되는 색상 범위를 어떻게 결정할 수 있는지에 대한 실시예가 도 4에 도시되며, 이는 실시예 1에 명시된 것과 동일한 용융 조건에 따라 처리된, 아래 표 8a(실시예 2)에 제공된 조성물을 갖는 텅스텐 청동 유리 세라믹의 0.7 mm 두께 샘플의 광학 투과율 스펙트럼을 나타낸다. 특히, 이 조성물은 +0.24 mol%의 R2O - Al2O3 값을 가지며 이 샘플에 따라 상이한 시간 및 온도에 대해 열처리되었다(실시예 2-1 내지 2-6으로 지정된 샘플과 관련된 열처리에 대하여는 표 8b 참조). 따라서, 이러한 샘플이 다양한 열처리 조건에서 일부 다색 효과를 나타내지만, 결과는 +0.24 mol%의 R2O - Al2O3 값이 본 개시의 조성물에 대한 R2O - Al2O3의 하한에 근접함을 시사한다. 그럼에도 불구하고, R2O - Al2O3과 관련된 경계 또는 한계는 알칼리 가용성에 영향을 미치는 여러 요인이 있기 때문에 본 개시의 조성물에 대해 변화할 수 있다. 총 실리카 및 붕소 농도는 또한 열처리 시 이러한 조성물에서의 다색 효과를 생성할 목적으로 알칼리의 가용성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 혼합 텅스텐/몰리브덴 청동 결정을 형성하기 위한 몰리브덴 산화물의 첨가는 다색 효과를 달성하기 위한 과량의 알칼리 조건(예를 들어, 0.1 mol%만큼 낮은 R2O - Al2O3)에 대한 필요성을 보다 적게할 수 있다. 또한, R2O - Al2O3 수준이 너무 커지면(예를 들어, > 4 mol%), 알칼리의 양은 또한 광범위한 결정 화학량론(및 차례로 상이한 색상)의 생성을 방지할 수 있으며, 이는 매우 과량의 알칼리 양이온이 보다 높은 화학량론적 텅스텐 청동(예를 들어, 여기서 x > 0.7 mol%) 또는 화학량론적 알칼리 텅스텐산염(예를 들어, M2WO4, 여기서 M = 알칼리)의 형성을 촉진하기 때문이다.
Figure pct00006
Figure pct00007
실시예 3
이 실시예에서, 본 개시의 유리 조성물에서 산화 주석의 효과가 조사되었다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 개시의 유리 조성물의 결정 화학량론의 변화는 텅스텐(또는 몰리브덴) 산화 상태의 변화에 의해 나타날 수 있으며, 이는 차례로 전하 중립을 유지하기 위한 결정 내 상이한 "M" 양이온 농도를 요구한다. 이러한 유리 세라믹 시스템에서, 배치 내로 도입된 SnO2는 텅스텐 산화물의 환원제로서 작용하여 색상 변화를 초래하는 6+ 산화 상태로부터의 부분 환원을 가능하게 한다. 초기 SnO2 농도가 높을수록, 열처리 시 생성되는 환원 텅스텐이 보다 많아진다. 텅스텐 산화물의 환원제로 작용하는 것은 주석 IV(Sn4+)가 아님이 명확해져야 하며; 오히려, 고온 처리 및 이후의 용융 동안 유리에서 생성되는 주석 II(즉, Sn2+)의 분획이 환원제로 작용한다. 따라서, 본 개시의 유리 조성물의 용융 온도는 또한 생성되는 주석 II의 농도에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 이후 후속 열처리 시 유리에서 관측되는 색상 변화 효과의 정도에 영향을 미칠 수 있다.
아래 표 9에 제공된 바와 같이, 다양한 수준의 SnO2를 갖는 네 유리 조성물이 실시예 1에 명시된 공정 및 용융 조건에 따라 제조되었다(즉, 비교예 3 및 실시예 3A, 3B 및 3C). 이들 샘플 각각, 비교예 3 및 실시예 3A 내지 3C는 상이한 SnO2 수준, 각각 0 mol%, 0.1 mol%, 0.2 mol% 및 0.4 mol%으로 제조되었다. 모든 샘플은 650 ℃에서 열처리되었고 이후 주위 공기에서 냉각되었다. 열처리 시, 샘플은 다음 색상을 나타내었다: 색상 없음(비교예 3); 파란색(실시예 3A); 녹색(실시예 3B); 및 주황색(실시예 3C). 비교예 3이 0 mol% SnO2를 함유하기 때문에, 본 실시예의 목적을 위해 비교예로 간주되었다.
이제 도 5를 참조하면, 자기장의 함수로서의 전자-상자성 공명(EPR) 측정이 이들 시시예의 이미지와 함께 실시예 3A 내지 3C 조성물의 열-처리된 샘플 및 열-처리된 비교예 조성물, 비교예 3(즉, SnO2가 없는)에 대해 제공된다. EPR은 표준 5 mm NMR/EPR 유리 튜브에 함유된 총 0.1 g의 작은 '칩' 상의 X-Band 연속파 EPR(9.4 GHz) 시스템으로 수행되었다. 측정은 고전력(100 mW) 및 높은 조정 진폭을 사용하여 액체 질소 온도 부근에서 수행되었다. 또한, EPR 신호는 샘플 질량에 대해 정규화되어(예를 들어, 신호/g는 도 5의 각 샘플에 대해 보고됨), 신호 강도의 보다 직접적인 비교를 허용한다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 무-SnO2 조성물(비교예 3)은 3800-4000 Gauss(문헌에서 W5+ 상태를 나타내는 것으로 이해되는 필드 수준)에서 강한 신호를 나타내지 않으며, 따라서 이 샘플 내의 모든 텅스텐은 가장 높은 산화 상태(W6+ 상태)에 있다. SnO2의 증가하는 수준에 따라(실시예 3A 내지 3C), 샘플은 점점 더 강한 W5+ 신호를 나타내며, 따라서 보다 많은 텅스텐이 주석 함량에 의해 감소되었음을 나타낸다. 이와 같이, 도 5의 데이터로부터, SnO2가 본 개시의 유리-세라믹 조성물에서 W에 대한 산화 환원 커플로 작용하고, 보다 많이 첨가될수록 W6+ 상태로부터 보다 환원된 형태(예를 들어, W5+ 상태)로 전환된 W의 보다 큰 분획이 있음을 알 수 있다.
도 5로부터의 이러한 관측에 비추어, 본 개시의 조성물은 알칼리 텅스텐 청동 결정을 형성하기 위해 유리에서 텅스텐 VI의 부분 환원을 가능하게 하기에 충분한 도입된 산화 주석을 가져야 한다. 그렇지 않으면, 텅스텐은 W6+ 산화 상태로 유지될 것이다. 반대로, SnO2가 너무 많으면, 텅스텐 VI는 빠르게 환원되고 열처리 조거느이 제어를 통해 정확한 결정 화학량론을 제어하기 어려워진다. 따라서, 주석의 신중한 최적화는 본 개시의 유리 조성물 내의 열처리를 통해 제어 가능하게 달성될 광범위한 화학량론을 가능하게 하며, 따라서 다색 효과를 가능하게 한다.
다양한 SnO2 수준을 갖는 다색 무-Ag W 청동 세라믹 조성물
성분 비교예 3 실시예 3A 실시예 3B 실시예 3C
SiO2 66 65.9 65.8 65.6
B2O3 20 20 20 20
Al2O3 9 9 9 9
Li2O 3 3 3 3
WO3 2 2 2 2
SnO2 0 0.1 0.2 0.4
예시적인 구체예에 나타난 바와 같은 본 개시의 요소의 구성 및 정렬은 단지 예시적인 것이라는 것에 주목하는 것 또한 중요하다. 본 발명의 몇몇 구체예만이 본 개시에서 상세하게 기재되었으나, 본 개시를 검토하는 기술 분야의 기술자는 언급된 주제의 새로운 교시 및 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 많은 변형이 가능함(예를 들어, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 파라미터의 값, 장착 정렬, 물질, 색상, 방향의 사용 등)을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 통합적으로 형성된 것으로 도시된 요소는 다중 부품으로 구성될 수 있거나, 다중 부품으로 도시된 요소는 통합적으로 형성될 수 있고, 계면의 작동은 역전되거나 달리 변경될 수 있으며, 구조의 길이 및 폭, 및/또는 멤버, 또는 커넥터, 또는 시스템의 다른 요소는 변화될 수 있고, 요소 사이에 제공된 조정 위치의 특성 또는 수는 변화될 수 있다. 시스템의 요소 및/또는 어셈블리는 다양한 색상, 텍스쳐 및 조합으로 충분한 강도 및 내구성을 제공하는 다양한 재료로 구성될 수 있음이 주목되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 다른 대체, 수정, 변화 및 생략은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 원하는 및 다른 예시적인 구체예의 설계, 작동 조건 및 정렬에 만들어질 수 있다.
임의의 기재된 공정 또는 기재된 공정 내의 단계는 본 개시의 범위 내에서 구조를 형성하기 위한 다른 개시된 공정 또는 단계와 조합될 수 있음이 이해될 것이다. 본원에 개시된 예시적인 구조 및 공정은 예시의 목적이며 제한으로 해석되어서는 안된다.
또한, 본 개시의 개념을 벗어나지 않고 변경 및 수정이 전술한 구조 및 방법에 만들어질 수 있음이 이해되어야 하며, 또한, 이러한 개념은 이들의 언어에 의해 청구항이 명시적으로 달리 언급하지 않는 한 다음의 청구항에 의해 포함되는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다. 또한, 아래에 설명된 청구항은 이 상세한 설명에 통합되고 이의 일부를 구성한다.

Claims (26)

  1. 물품으로서:
    40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2;
    1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3;
    5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3;
    1 mol% 내지 15 mol%의 WO3;
    1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3;
    0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2; 및
    1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함하고, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이며,
    여기서 R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol% 범위인, 물품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 3 mol%의 P2O5; 및
    0 mol% 내지 15 mol%의 F를 더욱 포함하는, 물품.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 2 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상인, 물품.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없는, 물품.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 1.9 mm의 두께에서 390 nm 내지 700 nm의 파장 대역 내에서 적어도 7%의 투과율을 포함하는, 물품.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 700 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.2 OD/mm 내지 1.5 OD/mm의 평균 흡광도를 나타내는, 물품.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 365 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.1 OD/mm 내지 1.2 OD/mm의 최소 흡광도를 나타내는, 물품.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 2°에서의 CIE 표준 광원 D65 하에서 측정된 0.25 내지 0.45의 최소 X 값 및 0.3 내지 0.5의 최소 Y 값을 갖는 투과된 색 좌표의 세트를 나타내는, 물품.
  9. 물품으로서:
    45 mol% 내지 75 mol%의 SiO2;
    7 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3;
    5 mol% 내지 25 mol%의 B2O3;
    1 mol% 내지 7 mol%의 WO3;
    2 mol% 내지 10 mol%의 WO3 + MoO3;
    0.05 mol% 내지 0.4 mol%의 SnO2; 및
    8 mol% 내지 16 mol%의 R2O를 포함하며, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이고,
    여기서 R2O - Al2O3는 +1 mol% 내지 +3 mol% 범위인, 물품.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 2 mol%의 P2O5; 및
    1 mol% 내지 10 mol%의 F를 더욱 포함하는, 물품.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 물품은 0.01 mol% 내지 1 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상인, 물품.
  12. 청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없는, 물품.
  13. 청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 1.9 mm의 두께에서 390 nm 내지 700 nm의 파장 대역 내에서의 적어도 7%의 투과율을 포함하는, 물품.
  14. 청구항 9 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 700 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.25 OD/mm 내지 1.30 OD/mm의 평균 흡광도를 나타내는, 물품.
  15. 청구항 9 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 365 nm 내지 2000 nm의 파장 대역에서 0.15 OD/mm 내지 1.1 OD/mm의 평균 흡광도를 나타내는, 물품.
  16. 청구항 9 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 2°에서의 CIE 표준 광원 D65 하에서 측정된 0.3 내지 0.4의 최소 X 값 및 0.35 내지 0.41의 최소 Y 값을 갖는 투과된 색 좌표의 세트를 나타내는, 물품.
  17. 물품으로서:
    50 mol% 내지 56 mol%의 SiO2;
    10 mol% 내지 12 mol%의 Al2O3;
    10 mol% 내지 15 mol%의 B2O3;
    2 mol% 내지 4 mol%의 WO3;
    3 mol% 내지 6 mol%의 WO3 + MoO3;
    0.1 mol% 내지 0.3 mol%의 SnO2; 및
    11.1 mol% 내지 16.1 mol%의 R2O를 포함하고, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이며,
    여기서 R2O - Al2O3는 +1.1 mol% 내지 +2 mol% 범위인, 물품.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 1.5 mol%의 P2O5; 및
    3 mol% 내지 7 mol%의 F를 더욱 포함하는, 물품.
  19. 청구항 17 또는 18에 있어서,
    상기 물품은 0.05 mol% 내지 0.5 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상인, 물품.
  20. 청구항 17 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없는, 물품.
  21. 물품으로서:
    40 mol% 내지 80 mol%의 SiO2;
    1 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3;
    5 mol% 내지 50 mol%의 B2O3;
    1 mol% 내지 15 mol%의 WO3;
    1 mol% 내지 18 mol%의 WO3 + MoO3;
    0.01 mol% 내지 1 mol%의 SnO2;
    1.1 mol% 내지 16 mol%의 R2O, 여기서 상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중 일 이상이며; 및
    MxWO3 및 MxMoO3 화학 형태 중 일 이상의 산화물을 포함하는 복수의 침전물을 포함하며, 여기서 M은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 일 이상이고 0 < x < 1이며,
    여기서 R2O - Al2O3는 +0.1 mol% 내지 +4 mol%인, 물품.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 3 mol%의 P2O5; 및
    0 mol% 내지 15 mol%의 F를 더욱 포함하는, 물품.
  23. 청구항 21 또는 22에 있어서,
    상기 물품은 0 mol% 내지 2 mol%의 RO를 더욱 포함하며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO 중 일 이상인, 물품.
  24. 청구항 21 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 Au, Ag, V 및 Cu가 실질적으로 없는, 물품.
  25. 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 침전물은 W5+를 포함하는, 물품.
  26. 청구항 21 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O - Al2O3는 +0.25 mol% 내지 +2 mol%이며, SnO2는 0.05 mol% 내지 0.4 mol%인, 물품.
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