[發明專利]低鐵、高氧化還原比以及高鐵、高氧化還原比的鈉鈣硅玻璃及其制造方法

有效

• 申請號: 201480021326.0
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN105121372A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: M·O·內羅;L·E·詹森;L·J·舍勒斯塔克
• 申請（專利權）人: PPG工業俄亥俄公司
• 主分類號: C03C3/087
• 分類號: C03C3/087;C03C4/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年4月15日提交的名稱為“LOWIRON,HIGHREDOXRATIOSODA-LIME-SILICAGLASSANDMETHODOFMAKINGSAME”的美國臨時專利申請第61/812,006號的權益。申請第61/812,006號通過引用以其整體并入本文。

發明背景

1、發明領域

本發明總體上涉及含鐵的、高氧化還原比的鈉鈣硅玻璃及其制造方法，且更特別地涉及低鐵、高氧化還原比以及高鐵、高氧化還原比的鈉鈣硅玻璃及其制造方法。

2、現有技術討論

如制造鈉鈣硅玻璃領域的技術人員所理解的，關注的參數包括、但不限于氧化還原比及表示為Fe₂O₃的總鐵。例如，且不限于該討論，通過引用并入本文的美國專利第6,962,887號公開了一種玻璃，其具有在大于0至0.02重量百分比(“wt％”)范圍內的表示為Fe₂O₃的總鐵及在0.2至0.6范圍內的氧化還原比。該玻璃例如在如桌面或擱板的家具應用中是美學上令人愉悅的且有用的。進一步，當從垂直于玻璃主表面的角度觀察時，該玻璃是高度透明的，但是當從邊緣觀察時，具有美學上期望的藍色，即，天藍色的邊緣顏色。這類玻璃以PPGIndustriesOhio注冊的商標“Starphire”，由PPGIndustries,Inc.出售。

本討論所關注的另一種玻璃公開于美國專利第6,313,053號中，該專利通過引用并入本文中。該專利公開了一種藍色著色玻璃，該玻璃采用標準鈉鈣硅玻璃基質組分及添加的鐵和鈷，以及任選的鉻作為陽光輻射吸收材料及著色劑。該藍色著色玻璃具有在0.10至1.0wt％范圍內的表示為Fe₂O₃的總鐵，且具有在大于0.35至0.60范圍內的氧化還原比。考慮這類玻璃用于討論高鐵、高氧化還原比的鈉鈣硅玻璃的目的。這類玻璃以PPGIndustriesOhio注冊的商標“Solextra”，由PPGIndustries,Inc.出售。

該低鐵及高鐵、高氧化還原的鈉鈣硅玻璃組合物可以采用如美國專利第4,792,536號和第5,030,584號中所公開的多階段熔融及真空輔助澄清操作來制造，且可以如美國專利第6,962,887號中所公開的傳統浮法玻璃系統來制造。美國專利第4,792,536號、第5,030,594號及第6,962,887號通過引用并入本文。該高鐵、低鐵、高氧化還原比鈉鈣硅玻璃組合物一般以如美國專利第4,604,123號、第6,962,887號和第7,691,763號中所公開的采用含氧燃料的傳統浮法玻璃系統制造，以獲得或保持高氧化還原比，且該低鐵、高氧化還原玻璃可以采用燃燒含氧燃料的熔爐來制造，但優選在Siemens類型熔爐中采用燃燒的燃料與空氣的混合物來制造。美國專利第4,604,123號、第6,962,887號及第7,691,763號通過引用并入本文。盡管美國專利第4,792,536號、第5,030,594號、第6,313,053號以及第6,962,887號中所公開的目前可獲得的用于制造玻璃的方法是可接受的，但其仍存在限制。更特別地，在本討論中所關注的限制是保持玻璃的氧化還原比在0.2至0.6的范圍內，且更優選在0.35至0.6的范圍內。

如本領域技術人員所理解的，可通過加入硫(參見并入的多項美國專利)和碳(例如但不限于石墨、煤和/或油)以將三價鐵(Fe⁺⁺⁺)還原為二價鐵(Fe⁺⁺)來提高氧化還原比。盡管目前存在用于制造具有低鐵、高氧化還原比以及高鐵、高氧化還原比的玻璃的可獲得的方法，但是本領域技術人員理解，這些方法一般被修改以符合熔爐的參數。更特別地，采用碳來提高由采用燃燒含氧燃料的玻璃制造熔爐所制造的鈉鈣硅玻璃的氧化還原比可導致配合料的熔化改變，該改變可導致氧化硅結石。鑒于前述內容，有益的是提供一種用于制造具有高氧化還原比的低鐵和高鐵的鈉鈣硅玻璃的方法，該方法與用于熔化玻璃配合料材料的加熱系統或熔爐的類型無關，且可消除與加熱系統相關的限制。

發明概述