玻璃或玻璃‑陶瓷制品中的由X射线引发的着色制造技术

本公开的实施方式涉及在玻璃和玻璃‑陶瓷制品中引发颜色变化的方法。根据一种实施方式，可在玻璃或玻璃‑陶瓷制品中利用X射线引发颜色变化。利用X射线引发颜色变化的方法可包括在高达200℃的温度下使玻璃或玻璃‑陶瓷制品暴露在X射线下，以在该玻璃或玻璃‑陶瓷制品中引发着色区。所述玻璃或玻璃‑陶瓷制品可包含：50～85摩尔％的SiO2、5～25摩尔％的Al2O3、0～15摩尔％的P2O5、0～15摩尔％的B2O3、5～25摩尔％的R2O，其中，R2O＝Li2O+Na2O+K2O。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃或玻璃-陶瓷制品中的由X射线引发的着色本申请依据35U.S.C.§119要求于2014年12月11日提交的美国临时申请系列号62/090670的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。背景本公开总体上涉及玻璃和玻璃-陶瓷制品、以及着色的玻璃和玻璃-陶瓷制品的加工。玻璃，例如强化玻璃可用作移动或便携式电子通讯和娱乐装置(例如手机、智能手机、平板电脑、视频播放器、信息终端(IT)装置、手提电脑等)的盖板或视窗。如本文所用，术语“盖板”或“盖板玻璃”包括用于显示器和触摸屏应用中的、以及用于其它需要透明性、高强度和耐磨性的应用中的视窗等。另外，盖板玻璃可用作装饰片材，例如电子装置的背面和侧面。玻璃-陶瓷还可用于电子装置的背面和侧面。此外，未经化学强化的其它玻璃被用作显示器玻璃。希望对玻璃制品的至少一部分进行着色。例如，制造商可能希望将它们的名称、标志、品牌或其它产品信息直接显示在玻璃表面上，例如墨镜镜片、玻璃水壶、容器、窗户、盖板或其它制品上。因此，需要着色玻璃制品的生产方法。专利技术概述本公开的实施方式涉及在玻璃和玻璃-陶瓷制品中引发颜色变化的方法。根据一种实施方式，可在玻璃或玻璃-陶瓷制品中利用X射线引发颜色变化。利用X射线引发颜色变化的方法可包括在高达200℃的温度下使玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在X射线下，以在该玻璃或玻璃-陶瓷制品中引发着色区。所述玻璃或玻璃-陶瓷制品可包含：50～85摩尔％的SiO2；5～25摩尔％的Al2O3；0～15摩尔％的P2O5；0～15摩尔％的B2O3；5～25摩尔％的R2O，其中，R2O＝Li2O+Na2O+K2O。根据另一种实施方式，一种着色的玻璃或玻璃-陶瓷制品的厚度可≤1.5mm，且在该玻璃或玻璃-陶瓷制品中包含由X射线引发的着色区。玻璃制品或玻璃-陶瓷制品可包含：55～75摩尔％的SiO2；5～25摩尔％的Al2O3；0～10摩尔％的P2O5；0～10摩尔％的B2O3；5～25摩尔％的R2O，其中，R2O＝Li2O+Na2O+K2O；和0.1～2摩尔％的至少一种着色剂，所述着色剂选自CuO、MnO2、Ag2O或它们的组合。附图的简要说明当结合所附附图进行阅读时，能够最好地理解对本公开的特定实施方式所进行的以下详细描述。图1是描绘本文所述的一种或多种实施方式的玻璃制品的光线的透射百分比与着色部分的波长的关系图；图2是描绘本文所述的一种或多种实施方式的组成相同但X射线暴露时间变化的玻璃制品的光线的透射百分比与波长的关系图；图3是描绘本文所述的一种或多种实施方式的组成相同但X射线管电压和电流变化的玻璃制品的光线的透射率与X射线暴露时间的关系图；图4是描绘本文所述的一种或多种实施方式的着色玻璃制品的光线的透射率与X射线管输入功率的关系图；图5是描绘本文所述的一种或多种实施方式的着色玻璃制品的光线透射率和L*a*b*坐标与变化的MnO2量的关系图；图6是描绘本文所述的一种或多种实施方式的着色玻璃制品的光线透射率和L*a*b*坐标与变化的SnO2量的关系图；以及图7是描绘本文所述的一种或多种实施方式的具有各种组成的玻璃制品在L*a*b*色空间中的a*和b*坐标。附图中所阐述的实施方式是示例性的，并不旨在限定由权利要求所定义的专利技术。而且，参考以下详述，附图的个别特征会更加明显和易于理解。专利技术详述通常，可通过使玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在X射线辐射之下来对玻璃和玻璃-陶瓷制品进行着色。根据玻璃组成和/或X射线加工的条件，可在玻璃制品的区域内生成特定颜色。例如，可生成厚达约20mm厚的着色层，或者，玻璃板的着色区域可延伸穿过厚度小于约20mm的制品的整个厚度。玻璃或玻璃-陶瓷制品在X射线暴露之前可以是无色的，且可通过暴露在X射线辐射下而着色。如本文所用，无色是指玻璃或玻璃-陶瓷在L*a*b*色坐标中具有小于5、4、3、2或甚至1的a*、以及小于5、4、3、2或甚至1的b*。一般而言，在玻璃或玻璃-陶瓷制品中利用X射线引发颜色变化的方法可包括提供一种或多种玻璃或玻璃-陶瓷制品，并且使这些玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在X射线辐射下，以在玻璃或玻璃-陶瓷制品中引发着色区。只有暴露在X射线下的制品的部分会经历颜色变化，因此，可通过对准直的X射线束进行遮蔽、或者通过在制品上扫描X射线束来容易地生成图案和设计。玻璃或玻璃-陶瓷制品在X射线暴露过程中的温度可高达约200℃。在另一些实施方式中，玻璃或玻璃-陶瓷制品在X射线暴露过程中的温度可高达约160℃、140℃或120℃。X射线暴露可导致玻璃温度高于环境温度，但在一些实施方式中，无需进行额外加热。X射线暴露之后，可在不进行额外加热的条件下实现颜色变化。经过X射线暴露的玻璃或玻璃-陶瓷制品可在嵌入且至少部分位于玻璃或玻璃-陶瓷制品的至少一个表面以下处包含由X射线引发的着色区。利用本文所述的工艺着色的玻璃或玻璃-陶瓷制品通常可具有任何几何构型或组成，如本文所设想的多种玻璃厚度和组成。在一种实施方式中，可通过例如离子交换处理来对玻璃或玻璃-陶瓷制品进行化学钢化。在一些实施方式中，玻璃可成形为板材，例如厚度≤1.5mm的板材。例如，玻璃或玻璃-陶瓷制品的厚度可≤1.3mm、或为0.1mm～1.0mm、或0.2mm～0.8mm。在一种实施方式中，玻璃板的厚度小于0.7毫米，且各主表面的面积大于60平方厘米。玻璃板可通过例如下拉法来形成，所述下拉法包括例如熔合拉制法。玻璃或玻璃-陶瓷制品可以是基本上平坦的板材，或者可以是具有三维形状的板材，例如适用于移动电子装置的触摸屏的玻璃或玻璃-陶瓷制品。制品还可以是、但不限于水壶、容器或甚至是墨镜中的镜片。可利用本文所述的方法轻易地对具有复杂几何构型的玻璃或玻璃-陶瓷制品进行着色，因为玻璃或玻璃-陶瓷制品在暴露在X射线辐射的过程中不与设备直接接触。为了对玻璃或玻璃-陶瓷制品进行着色，使玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在照射在玻璃或玻璃-陶瓷制品表面上的X射线辐射下。X射线辐射可基本上垂直于玻璃或玻璃-陶瓷制品的表面，或者可具有约5°～约90°(垂直)的相对于玻璃或玻璃-陶瓷制品的表面的入射角。可使用由任意合适的X射线源产生的X射线辐射。X射线辐射通常具有0.01～10纳米的波长。X射线管的合适的功率、电压和电流可分别约为1和10kW、10～100kV以及10～mA。暴露在X射线辐射下的总时间可根据X射线的功率和强度而变化，所述时间可约为0.1分钟～1000分钟、约1分钟～10分钟、约2分钟～8分钟、约0.01分钟～2分钟、或约1分钟～5分钟。可在暴露的表面处和暴露的表面下使玻璃着色。在一些例子中，可在暴露表面以下至少0.1mm、0.2mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm或甚至超过3.0mm的X射线暴露表面以下处使玻璃着色。在一些实施方式中，可在X射线暴露之前对制品进行离子交换，且玻璃的表面压缩强化层的组成可不同于玻璃内部的组成。颜色变化可只发生在压缩强化层中，或者可在压缩强化层中生成与在内部生成的颜色不同的颜色。层深度可为厚度中的约1～500微米。在一种实施方式中，可使用X射线掩模来遮蔽玻璃或玻璃-陶瓷制品的一些部分以使其不暴露在X射线下。例如，在进行X射线暴露之前，可在玻璃或玻璃-陶瓷制品上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在玻璃或玻璃‑陶瓷制品中引发颜色变化的方法，所述方法包括：在高达200℃的温度下使所述玻璃或玻璃‑陶瓷制品暴露在X射线下，以在所述玻璃或玻璃‑陶瓷制品中引发着色区，其中，所述玻璃或玻璃‑陶瓷制品包含：50～85摩尔％的SiO2、5～25摩尔％的Al2O3、0～15摩尔％的P2O5、0～15摩尔％的B2O3、5～25摩尔％的R2O，其中，R2O＝Li2O+Na2O+K2O。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 US 62/090,6701.一种在玻璃或玻璃-陶瓷制品中引发颜色变化的方法，所述方法包括：在高达200℃的温度下使所述玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在X射线下，以在所述玻璃或玻璃-陶瓷制品中引发着色区，其中，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包含：50～85摩尔％的SiO2、5～25摩尔％的Al2O3、0～15摩尔％的P2O5、0～15摩尔％的B2O3、5～25摩尔％的R2O，其中，R2O＝Li2O+Na2O+K2O。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颜色变化是在X射线暴露后不进行额外加热的条件下实现的。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在高达120℃的温度下使所述玻璃或玻璃-陶瓷制品暴露在X射线下。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括在进行X射线暴露之前，在所述玻璃或玻璃-陶瓷制品上添加X射线掩模，其中，所述X射线掩模在X射线暴露时在所述玻璃或玻璃-陶瓷制品中生成颜色变化图案。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括通过进行一个或更多个熔化步骤来显著减轻所述玻璃或玻璃-陶瓷制品中的颜色变化。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括提供所述玻璃或玻璃-陶瓷制品，其中，提供所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包括对所述玻璃或玻璃-陶瓷制品进行下拉。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述玻璃或玻璃-陶瓷制品进行下拉包括对所述玻璃或玻璃-陶瓷制品进行熔融拉制。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包括对所述玻璃或玻璃-陶瓷制品进行热强化或化学强化。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品经过化学强化，且具有从所述玻璃或玻璃-陶瓷制品的至少一个表面向所述玻璃或玻璃-陶瓷制品内延伸至至少20μm深度的压缩层，所述压缩层具有至少200MPa的最大压缩应力。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品还包含0.1～5摩尔％的至少一种着色剂。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述着色剂选自CuO、MnO2、Ag2O、SnO2或它们的组合。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包含10～20摩尔％的Na2O。13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包含-20摩尔％＜R2O+RO-(Al2O3+P2O5+B2O3)＜20摩尔％，其中RO＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO。14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包含-10摩尔％＜R2O+RO-(Al2O3+P2O5+B2O3)＜10摩尔％，其中RO＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO。15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃或玻璃-陶瓷制品包含2～10摩尔％的B2...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·鲍姆，N·F·博雷利，C·E·卡德，M·J·德内卡，E·M·范宁，K·E·菲茨西蒙斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US