专利名称：吸收紫外线容器的玻璃组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有SiO2、Al2O3、Na2O、CaO、MgO、K2O、SO3，且优选含有玻璃组合物重量的大约0.4-0.8重量％的FeO+Fe2O3，和大约2-3重量％的MnO+MnO2的吸收紫外光的容器玻璃组合物。
人们希望提供一种基本上是透明的或轻微着色的燧石容器玻璃组合物，以提供相对透明的燧石玻璃容器；其吸收紫外线，以便保护里面的液体如香槟酒或葡萄酒。
说明在玻璃组合物中有Fe2O3或任何数量的MnO的现有技术，有下列文献1．Central Glass Co.美国专利US5362689。
2．Corning(Morgan)美国专利US5422755。
3．Guardian Industries美国专利US5214008。
4．Ferro(Roberts)美国专利US4859637。
5．Chemical Composition of Container Glass-Sharp(表1)1930′s。
Central Glass Co.美国专利US5362689公开了一种钠-钙-硅平板玻璃组合物，其含有Fe2O3(0.1-0.60)和5-350ppm MnO。使用微量的MnO。吸收紫外线的成分似乎是CeO2、TiO2和SO3。在第5栏第55-66行中，讨论了加入非常少量MnO的情况，并且公开指出禁止使用大量的MnO。
Corning(Morgan)美国专利US5422755公开了一种用于眼镜片的钠-钾-硅玻璃组合物。其公开了使用V2O5(1.5-3.5％)和MnO2(1-4％)。但没有讨论在玻璃组合物中使用Fe2O3或氧化钙。
Guardian Industries美国专利US5214008说明了一种用作平板玻璃的钠-钙-硅玻璃组合物。例如在第2栏第28-50行中公开了CeO2和其他吸收紫外线的成分如TiO2、MoO2、V2O5和Fe2O3。
Ferro(Roberts)美国专利US4859637说明了无铅玻璃组合物，其具有选自于氧化铈、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化铜、氧化钒和氧化钼中的吸收紫外线的材料。该玻璃与陶瓷颜料一起使用形成油墨组合物。
再版本“Chemical Composition of Commerial Glass”(Sharp)在表1中说明了一些古老的钠-钙-硅玻璃组合物，其含有(0.54-0.9)Fe2O3和少量的(0.61-0.97)MnO，显然是来自污染。
本发明的目的是提供一种相对透明的、清澈无色的燧石容器玻璃组合物，它含有吸收紫外光的铁的氧化物和锰的氧化物，由此保护液体如香槟酒和葡萄酒避免让其暴露在紫外线下。
本发明的目的是提供一种吸收紫外光的钠-钙-硅容器玻璃组合物，其基本上由下列成分组成(大约的重量百分比)成分重量％SiO269-74Na2O11-15CaO 9-13MgO 0.5-2K2O 0.1-0.5SO3-0.1-0.5Fe2O3+FeO 0.4-0.8MnO+MnO22.0-3.0从说明书和接着的权利要求书中将明显看出这些目的和其他目的。
本发明提供钠-钙-硅容器玻璃组合物，其基本上由下列成分组成(大约的重量百分比)成分重量％SiO269-74Na2O11-15CaO 9-13MgO 0.005-3.0K2O 0.005-1.0SO30.1-0.5Fe2O3+FeO 0.3-1.0MnO+MnO22.0-3.1本发明也优选地提供下列组合物成分 重量％SiO269-74Na2O11-15CaO 9-13MgO 0.5-2K2O 0.1-0.5SO30.1-0.5Fe2O3+FeO 0.4-0.8MnO+MnO22.0-3.0下面的实施例将说明本发明。
实施例1吸收紫外线的燧石容器玻璃组合物是这样制备的，即将包括石英、苏打灰、硝酸钠、碳酸钾、氧化铝、硫酸钠、氧化铁和氧化锰的配合料混合，并将配合料熔融从而提供一种含有下列成分(大约的重量百分比)的容器玻璃组合物(BDB-1)成分 重量百分比Cl20.0043Na2O13.4096K2O 0.3412MgO 0.0053CaO 11.0386MnO+MnO22.0070SrO 0.0020BaO 0.0005Al2O38.6059Fe2O3+FeO 0.4015SiO270.8110SO30.3714在燃气炉中于2700°F下用过量空气和氧化气氛将该玻璃熔融大约6 1/4小时。可以象钠-钙-硅玻璃那样处理该玻璃，并且该玻璃吸收紫外线。
实施例1中的每种原料的数量如下组成-DBD-1原料 克石英 354.26苏打灰112.81硝酸钠3.54碳酸钙96.14碳酸镁2.50氧化铝1.91硫酸钙3.04氧化铁1.97氧化锰12.32实施例2按照实施例1的方法，及按表1所示制取其他熔融物D-1、D-2、D-3、D-4、D-5和D-6。
表1在2.0和3.0％氧化锰含量时，对0.4、0.6和0.8％的Fe2O3的评定
注解1)熔融物D-1使用0.40重量％的Fe2O3和2.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为5.64∶1)
2)熔融物D-2使用0.60重量％的Fe2O3和2.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为3.71∶1)3)熔融物D-3使用0.80重量％的Fe2O3和2.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为2.82∶1)4)熔融物D-4使用0.40重量％的Fe2O3和3.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为8.46∶1)5)熔融物D-5使用0.60重量％的Fe2O3和3.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为5.57∶1)6)熔融物D-6使用0.80重量％的Fe2O3和3.0％的氧化锰(Mn与Fe的摩尔比为4.23∶1)测试实施例1(DBD-1)和实施例2(D1-D6)的玻璃组合物并发现其减少了紫外线的透射，另外其具有的熔融性能和成型特性与工业生产的钠-钙玻璃特性相似。
对熔融物D1-D6(实施例2)的抗紫外线玻璃分析如下对‘D’系列熔融物的紫外线玻璃的DOE分析用ANOVA程序对D系列玻璃熔融物测得的支配彩色的波长、亮度和纯度测量值进行分析以确定任何显著效果、百分比分布和试验有效性。下列表概括了这些试验结果熔融物D1、D2、D3、D4、D5和D6的紫外线吸收详情如下熔融物 支配彩色的波长 ％亮度％纯度D1 580.1 20.47 75.2D3 565.9 16.6 70.8D4 639.0 0.02 100.0D6 572.7 11.45 85.9其他熔融物D2 569.8 24.73 67.5D5 577.7 15.19 87.2三个附表显示了ANOVA结果。结论是1．支配彩色的波长重要组成Mn 12％ Fe 28％
误差60％=临界检测(0-60％良好，60-80％仅合格，＞80％差)2．亮度重要组成Mn 51％无关紧要的组成误差60％=临界检测(0-60％良好，60-80％仅合格，＞80％差)3．纯度重要组成Mn 74％ Fe 12％误差14％=试验良好ANOVA表一原始数据(D1-D6系列)<
>ANOVA表一原始数据(D1-D6)<
>
ANOVA表一原始数据(D1-D6)
Mn与Fe的有效比是使颜色最小和紫外线吸收最大的一个因素。例如，D-1(Mn/Fe=5.64/1)具有暗黄色或暗琥珀色。可以使用少量的钴以产生浅绿色。D-2具有较好的紫外线保护和具有微弱的或轻微的绿黄色(Mn/Fe=3.71/1)。D-3(Mn/Fe=2.28/1)具有比D-2略好的紫外线保护并为浅绿色。D-4为浅紫色(过量的Mn-3)并且比率=8.46/1。D-5在紫外线保护方面与D-3相似，比率=5.57/1。D-6具有较差的紫外线保护并具有略暗的绿黄色，比率=4.23/1。
Mn/Fe比通常可以大约为2.81/1-6.5/1。最好的结果通常是Mn/Fe比大约为5.2/1-5.8/1。
加入氧化锰使铁氧化为紫外线吸收成分的+3价态。在玻璃中Mn+3呈紫色，但随着铁被氧化而成为+2价态并变为无色。
权利要求
1．一种钠-钙-硅容器玻璃组合物，其基本上由下列成分组成(大约的重量百分比)成分重量％SiO269-74Na2O11-15CaO 9-13MgO 0.005-3.0K2O 0.005-1.0SO3-0.1-0.5Fe2O3+FeO 0.3-1.0MnO+MnO22.0-3.1
2．根据权利要求1的组合物，其中在290-390nm范围内的紫外线吸收是远远大于燧石钠-钙玻璃的紫外线吸收。
3．根据权利要求1的组合物，其中至少大约有全部铁含量80％的铁是三价价态。
4．根据权利要求1的组合物，其中MnO+MnO2的数量为大约2.2-2.8重量％。
5．根据权利要求1的组合物，其中MnO+MnO2的数量为大约2.4-2.6重量％。
6．根据权利要求1的组合物，其中全部初始铁量为Fe2O3和FeO，并且Fe2+/Fe3+的比为大约0.3-0.1。
7．根据权利要求1的组合物，其中FeO+Fe2O3为大约0.6重量％，并且MnO+MnO2为大约2-3重量％。
8．一种玻璃容器，该玻璃容器是由权利要求1的玻璃组合物制成的。
9．一种钠-钙-硅容器玻璃组合物，其由下列成分组成(重量百分比)SiO2Na2OCaOMgOK2OSO3和以钠-钙-硅玻璃组合物为基准计算的0.4-0.8重量％的FeO+Fe2O3，和2-3重量％的MnO+MnO2。
10．一种吸收紫外线的钠-钙-硅容器玻璃组合物，其基本上由下列成分组成(大约的重量百分比)成分重量％SiO269-74Na2O11-15CaO 9-13MgO 0.5-2K2O 0.1-0.5SO3-0.1-0.5Fe2O+FeO0.4-0.8MnO+MnO22.0-3.0
全文摘要
一种容器玻璃组合物,其减少了波长在大约400纳米以下的紫外光透射,该组合物具有与钠—钙—硅玻璃相似的熔融和成型特性,且含有SiO
文档编号C03C3/087GK1236742SQ9910542
公开日1999年12月1日 申请日期1999年3月19日 优先权日1998年3月20日
发明者S·M·维瑟尔, J·E·芬斯特尔马彻, J·J·哈梅尔, R·N·克拉克 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司