DE69002749T2

DE69002749T2 - Organische schmierende Überzugsmasse für die plastische Verformung von Metallblechen.

Info

Publication number: DE69002749T2
Application number: DE90125690T
Authority: DE
Inventors: Takaharu Ishizaki; Hisamichi Matsuda; Show Onodera; Tadashi Sakane; Shigeru Wakano
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2010-12-29
Also published as: EP0438801B1; EP0438801A1; DE69002749D1; JPH03203996A; JP2805934B2; US5108629A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische schmierende Überzugszusammensetzung, die für die Verwendung bei der plastischen Verformung eines Metallblechs geeignet ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine organische schmierende Überzugszusammensetzung, die dazu in der Lage ist, die Verformbarkeit eines Metallblechs während der plastischen Verformung bedeutend zu verbessern und welche durch das Waschen mit einer wäßrigen Waschlösung nach der plastischen Verformung in verbesserter Weise von dem Metallblech entfernbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein mit einer derartigen Überzugszusammensetzung beschichtetes geschmiertes Metallblech.
Bei der Formgebung eines Metallblechs, wie eines Stahlblechs, mittels der plastischen Verformung unter Anwendung einer Preßform wird für gewöhnlich ein Schmiermittel auf das Metallblech aufgetragen, um den Schlupf zwischen dem Metallblech und der Preßform zu vergrößern, wodurch die erforderliche Formungsbelastung vermindert und das Reiben des Metallblechs verhindert wird. Allerdings wurden seit kurzem im Hinblick auf Umwelt- und andere Probleme, die mit der Anwendung eines hochviskosen Schmiermittels bei einem Metallblech einhergehen, geschmierte Metallbleche in weitem Umfang eingesetzt die einen festen schmierenden Überzug aufweisen, der schon zum Zeitpunkt des Blechherstellungsschrittes oder in einem nachfolgenden geeigneten Schritt gebildet worden ist.
Der schmierende Überzug auf geschmierten Metallblechen wird für gewöhnlich aus einer organischen schmierenden Überzugszusammensetzung geformt, welche ein oder mehrere Schmiermittel und ein oder mehrere organische filmbildende Harze umfaßt.
Organische filmbildende Harze, die zur Bildung eines schmierenden Überzugs verwendet worden sind, schließen Acrylsäureharze, Epoxidharze, Melaminharze, Phenolharze und dergleichen ein. Als Schmiermittel wurden Fettsäuren, Alkalimetallfettsäuresalz, metallische Seifen, Fettsäureester, Fettsäureamide, Fettalkohole, Polyethylenpulver, Graphit, Molybdändisulfid, Fluorcarbonplastpulver etc. verwendet.
Zum Beispiel offenbart die Japanische Patentveröffentlichung Kokai Nr. 62- 84193 (1987) eine wäßrige Dispersion eines Acrylsäureharzes und einer Metallseife als schmierende Überzugszusammensetzung. Eine Kombination eines Wachses mit einem wasserlöslichen Harz wird in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 52-22948 (1977) beschrieben. Eine Kombination eines Poly-methacrylatharzes und eines Mineralöls ist in der Japanischen Patentanmeldung Kokal Nr. 54-40259 (1979) offenbart, wohingegen eine Kombination eines wärmehärtbaren Acrylsäureharzes, eines Tensids und eines Wachses in der Japanischen Patentveröffentlichung Kokai Nr. 63-8489 (1988) beschrieben worden ist. Die US-A-3 629 1 12 beschreibt eine wäßrige schmierende Zusammensetzung zur Verwendung bei der Metallverarbeitung, umfassend 20 bis 95 Gew.-Teile Wasser, 0,1 bis 15 Gew.-Teile eines Borsäurebestandteils und 20 bis 40 Gew.-Teile eines wasserlöslichen Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymerbestandteils, ausgewählt aus der aus Salzen des Copolymeren, aus den bis zu etwa 100 % veresterten Halbestern des Copolymeren und aus den Salzen dieser Halbester des Copolymeren bestehenden Gruppe. Der verwendete Alkohol ist entweder ein aliphatischer Alkohol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder der polyalkoxylierte Alkohol diesen Typs, in dem die alkoxylierenden Gruppen ebenfalls 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten.
Eine organische schmierende Überzugszusammensetzung für die plastische Verformung eines Metallblechs, insbesondere für die Anwendung bei der Herstellung von geschmierten Metallblechen, muß einen Überzug mit folgenden Eigenschaften bilden können:
(1) Gute Schmiereigenschaften, selbst bei einem dünnen Überzug;
(2) Keine Klebrigkeit oder kein Blockieren, wenn ein beschichtetes geschmiertes Metallblech mit einem anderen beschichteten geschmierten Metallblech in Kontakt kommt; und
(3) Einfache Entfernung durch das Waschen mit einer wäßrigen Waschlösung, da er nach der plastischen Verformung entfernt werden muß.
Die meisten der herkömmlichen organischen schmierenden Überzugszusammensetzungen für die Anwendung bei der plastischen Verformung erfüllen nicht alle oben erwähnten Anforderungen in ausreichendem Maße.
Auf Wachs basierende schmierende Überzugszusammensetzungen, die für ihre guten Schmiereigenschaften bekannt sind, müssen angewandt werden, nachdem sie mit einem organischen Lösungsmittel verdünnt wurden. Allerdings macht die Verwendung eines organischen Lösungsmittels die Handhabung beschwerlich, und sie ist vom Standpunkt der Umwelt wenig wünschenswert. Des weiteren weisen diese Überzugszusammensetzungen ein weiteres Problem auf, insofern als daß die Entfernung eines daraus geformten Überzugs schwierig ist.
Um diese Probleme zu überwinden, wurde vorgeschlagen, eine wäßrige Dispersion oder Emulsion von Wachs zu verwenden. Eine derartige Dispersion oder Emulsion kann in der Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels auf ein Metallblech aufgetragen werden, jedoch ist es aufgrund der starken hydrophoben Natur des Wachses schwierig, den erhaltenen schmierenden Überzug durch das Waschen mit einer Waschlösung zu entfernen. Deshalb muß nach der Formung des Metallblechs der schmierende Überzug durch das Waschen unter strengen Bedingungen, wie dem Waschen mit einer organischen Lösung oder einer kochenden alkalischen Lösung, entfernt werden.
Schmierende Überzugszusammensetzungen, die auf einem wasserlöslichen Harz oder einem wasserdispergierbaren Harz, wie einem Acrylatharz, basieren, haben den Vorteil, daß ein Überzug davon aufgrund der hydrophilen Natur des Harzes leicht entfernt werden kann. Allerdings hat ein derartiges Harz keine langkettige Alkyl- oder Alkenylgruppe im Molekül, welche zur Schmierfähigkeit des Harzes beitragen. Deshalb muß die Dicke des Überzugs erhöht werden, um einen angemessenen Schmiergrad zu gewährleisten. In einigen Fällen ist es notwendig, daß der schmierende Überzug gar eine Dicke von mehreren zehn Mikrometern hat, was vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet sehr nachteilig ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuartigen organischen schmierenden Überzugszusammensetzung für die Anwendung bei der plastischen Verformung eines Metallblechs, wobei die Überzugszusammensetzung alle oben erwähnten Anforderungen (1) bis (3) erfüllt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines geschmierten Metallblechs, wie eines Stahlblechs, mit einem schmierenden Überzug aus einer derartigen Zusammensetzung.
Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Bezüglich eines Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung eine organische schmierende Überzugszusammensetzung für die Anwendung bei der plastischen Verformung eines Metallblechs, umfassend ein Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer, welches mindestens teilweise mit einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindung verestert worden ist, oder ein Salz des veresterten Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren, wobei das Molverhältnls der Maleinsäureanhydridkomponente zu der Styrolkomponente in dem Copolymer im Bereich von 1:99 bis 75:25 liegt und wobei mindestens 10 Gew.-% der organischen Hydroxyverbindungen aus einer Hydroxyverbindung mit einer Alkyl- oderAlkenylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen bestehen.
Bezüglich eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung ein geschmiertes Metallblech mit einem Überzug, der aus einer derartigen organischen schmierenden Überzugszusammensetzung gebildet ist.
Die Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer flachen Preßform und einer Stanze mit einem mit einem Wulst versehenen Rohling-Halter, die bei einem Ziehtest in einem hutförmigen Kanal (U-förmig) zur Bestimmung eines Reibungskoeffizienten eingesetzt werden;
die Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Preßform mit Vertiefung und einer Stanze mit einem mit einem Wulst versehenen Rohling-Halter, die in einem anderen U-Form-Ziehtest zur Bestimmung der Schmierfähigkeit verwendet werden; und
die Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Preßform und einer Stanze, die bei einem Tiefziehtest (flachbödig) zur Bestimmung der Tiefziehbarkeit zur Anwendung kommen, wobei alle diese Tests bei den Beispielen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen.
In den Figuren bedeuten R5 und R3 die radialen Krümmungen der Preßform und der Stanze, und die numerischen Werte stehen für die Durchmesser in Millimeter.
Die schmierende Überzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist nützlich für die Formbildung durch plastisches Verformen verschiedenartiger Metallbleche, einschließlich nicht nur Stahlbleche, wie kaltgewalzter Stahlbleche, Stahlbleche mit elektrochemisch hergestellter Schutzschicht, zum Beispiel mit einer elektrochemischen Schutzschicht aus Zink oder einer Zinklegierung wie bei galvanisierten Stahlblechen und mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechen, und rostfreier Stahlbleche, sondern auch Bleche aus einer großen Vielzahl von Metallen, wie Aluminium, Nickel, Zirkonium, Titan und dergleichen.
Die Metallbleche schließen heißgewalzte Metallbleche, welche nach dem Heißwalzen decapiert werden können, kaltgewalzte Metallbleche, oberflächenbehandelte Metallbleche, zum Beispiel jene mit einem elektrochemisch, durch Schmelzsprühen oder Dampfabscheidung hergestellten Überzug, mehrschichtige Metallbleche, plattierte Metallbleche und jede beliebigen anderen Metallbleche, auf die die plastische Verformung anwendbar ist.
Das hier verwendete Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer ist ein Copolymer, das von Maleinsäureanhydrid oder seinem funktionellen Derivat und einem Styrolmonomer als Hauptmonomere abgeleitet ist.
Vorzugsweise ist das Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer ein Copolymer aus Maleinsäureanhydrid und Styrol. Allerdings kann das Maleinsäureanhydrid gänzlich oder teilweise durch sein funktionelles Derivat, wie Maleinsäure, ein Maleatester, ein Maleinsäuresalz, ein Maleinsäureamid oder ein Maleinsäureimid ersetzt werden. Entsprechend kann das Styrol gänzlich oder teilweise durch ein substituiertes Styrol, wie α-Methylstyrol, ersetzt werden.
Das Copolymer umfaßt sich wiederholende Einheiten, welche von dem Maleinsäureanhydridmonomer (Malelnsäureanhydridkomponente) in einer Konzentration von 1 bis 75 Mol-%, vorzugsweise von 10 bis 50 Mol-%, undjenen von dem Styrolmonomer (Styrolkomponente) in einer Konzentration von 99 bis 25 Mol-%, vorzugsweise 90 bis 50 Mol-%, abgeleitet sind, bezogen auf die Gesamtkonzentration dieser sich wiederholenden Einheiten. Mit anderen Worten, liegt das Molverhältnis der Maleinsäureanhydridkomponente zu der Styrolkomponente im Copolymer im Bereich von 1:99 bis 75:25 und vorzugsweise von 10:90 bis 50:50.
Wenn die Konzentration der Maleinsäureanhydridkomponente geringer als 1 Mol- % ist, kann kein befriedigender Schmiergrad erhalten werden, aufgrund der Abnahme der Menge an einer langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe, die in das Copolymer durch die nachfolgende Veresterung eingebaut wird. Wenn sie größer als 75 Mol-% ist, ist der erhaltene schmierende Überzug so schwach, daß keine gute plastische Verformbarkeit auftreten kann.
Zusätzlich zu den Maleinsäureanhydrid- und Styrolkomponenten kann das Copolymer sich wiederholenden Einheiten enthalten, die von einem oder mehreren anderen Monomeren abgeleitet sind. Beispiele anderer Monomere, die in das Copolymer eingebaut werden können, schließen andere ethylenisch ungesättigte Monomere, wie Olefine und ihre Derivate, ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren und deren Derivate und Vinylalkohol und dessen Derivate ein. Diese anderen Monomere sollten in das Copolymer in einer Gesamtmolmenge eingebaut werden, die geringer ist als die Gesamtmolmenge an den Maleinsäureanhydrid- und Styrolmonomeren.
Das Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer hat vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 100 000 und weiterbevorzugt im Bereich von 500 bis 10 000. Mit einem Copolymer mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von weniger als 200 kann kein schmierender Überzug mit ausreichender Festigkeit erhalten werden. Wenn das Molekulargewicht 100 000 übersteigt, ist die Viskosität der erhaltenen Überzugszusammensetzung so hoch, daß es zu Schwierigkeiten bzw. Unannehmlichkeiten während der Anwendung kommt.
Das Copolymer kann durch jedes industriell durchführbare Polymerisationsverfahren geformt werden, einschließlich der Dampfphasenpolymerisation, der Massepolymerisation, der Lösungspolymerisation und der Emulsionspolymerisation.
Die Dampfphasenpolymerisation kann durchgeführt werden, indem die Monomeren in einer Dampfphase in einen auf 100 bis 300ºC aufgeheizten Autoklaven eingeführt werden, um die Polymerisation in Gegenwart oder Abwesenheit eines Polymerisationskatalysators zu bewirken. Die Masse- oder Lösungspolymerisation kann durchgeführt werden, indem die Monomeren in geschmolzener Form oder in Lösung, gelöst in einem chemisch inerten Lösungsmittel, in einen auf 60 bis 200ºC aufgeheizten Autoklaven eingeführt werden, um die Polymerisation in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators zu bewirken. Das erstere Verfahren ist geeignet für die Herstellung eines Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 1000, wohingegen das letztere Verfahren für die Herstellung eines Copolymeren mit einem relativ hohen Molekulargewicht im Bereich von 5000 bis 100000 geeignet ist.
Die schmierende Überzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein oder mehrere Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren, welche mindestens teilweise mit einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen verestert worden sind. Mindestens 10 Gew.-% der Hydroxyverbindungen umfaßt eine langkettige Hydroxyverbindung mit einer Alkyl- oder Alkenylgruppe, die 10 bis 30 Kohlenstoffatome enthält.
Die langkettige Hydroxyverbindung hat mindestens eine alkoholische Hydroxylgruppe und mindestens eine langkettige Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen. Beispiele einer derartigen Verbindung sind aliphatische Alkohole mit einer gesättigten oder ungesättigten geraden oder verzweigten langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe, zum Beispiel durch Hydrierung von einer natürlichen Fettsäure hergestellte Alkohole oder von einem Olefin oder Polyolefin abgeleitete synthetische Alkohole; Epoxidaddukte dieser aliphatischen Alkohole, welche durch eine Additionsreaktion einer Epoxidverbindung, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Glycidol oder Styroloxid mit den oben erwähnten aliphatischen Alkoholen hergestellt werden; und Monoester einer Fettsäure (wie einer natürlichen Fettsäure oder einer von einem Olefin oder Polyolefin abgeleiteten synthetischen Fettsäure) mit einer gesättigten oder ungesättigten, gerad- oder verzweigtkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe mit einem Polyalkylenglykol. Das Polyalkylenglykol ist ein Polymer eines Alkylenoxids, wie Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid.
Bevorzugte langkettige Hydroxyverbindungen sind Monohydroxyverbindungen mit einer 12 bis 22 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkyl- oder Alkenylgruppe und einer alkoholischen Hydroxylgruppe. Beispiele dieser Verbindungen sind aliphatische einwertige Alkohole, wie Laurylalkohol, Tridecylalkohol, Myristylalkohol, Pentadecylalkohol, Palmitylalkohol, Heptadecylalkohol, Stearylalkohol, Arachidylalkohol, Behenylalkohol, Oleylalkohol und Elaidylalkohol; aliphatische Alkohol/Epoxid-Addukte, die durch Zugabe einer oben beschnebenen Epoxidverbindung zu den aliphatlschen einwertigen Alkoholen hergestellt werden; und Monoester mit einem Polyalkylenglykol einer gesättlgten oder ungesättigten Fettsäure, wie Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure, Beheninsäure, Ölsäure, Elaidinsäure oder Erucasäure, oder eine von einem Olefin oder einem Polyolefin abgeleitete synthetische Fettsäure.
In den langkettigen Hydroxyverbindungen sind ebenfalls Polyhydroxyverbindungen mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen, die teilweise mit der oben erwähnten Fettsäure oder dem oben erwähnten einwertigen Alkohol verestert sind und Epoxidaddukte von den teilweise veresterten oder veresterten Polyhydroxyverbindungen eingeschlossen. Beispiele der Hydroxyverbindungen sind Polyole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Hexamethylenglykol, Glyzerin, Polyglyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerithritol, Dipentaerithritol, Sorbitan, Sorbitol, Saccharose und Polyvinylalkohol, als auch partielle Ester oder Kondensate dieser Polyole und Epoxidaddukte dieser Polyole, partielle Ester und Kondensate.
Andere anwendbare langkettige Hydroxyverbindungen schließen Epoxidaddukte aus Phenolverbindungen mit einer C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe; aromatische oder alicyclische Alkohole mit einer C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe und Epoxidaddukte dieser Alkohole; Epoxidaddukte von Aminen oder Polyaminen mit einer C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe; Alkanolamide der oben durch Beispiele belegten Fettsäuren und der Epoxidaddukte; und Epoxidaddukte von Stickstoff enthaltenden Verbindungen, einschließlich Ammoniak, Amine, Polyamine und Amide, welche partiell mit der oben beschriebenen Fettsäure oder partiell mit dem oben erwähnten aliphatischen Alkohol verethert worden sind, ein.
Eine oder mehrere der oben erwähnten langkettigen Hydroxyverbindungen können bei der Veresterung des Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren verwendet werden.
Eine oder mehrere andere Hydroxyverbindungen können zusätzlich in Kombination mit den oben erwähnten langkettigen Hydroxyverbindungen verwendet werden. Andere Hydroxyverbindungen schließen Monohydroxy- oder Polyhydroxyverbindungen ohne Alkyl- oder Alkenylgruppe oder jene ein, die eine oder mehrere Alkyl- oder Alkenylgruppen mit jeweils weniger als 10 Kohlenstoffatomen besitzen (nachfolgend als kurzkettige Alkyl- oder Alkenylgruppen bezeichnet).
Beispiele dieser als weitere Hydroxyverbindungen verwendbaren Hydroxyverbindungen sind aliphatische Alkohole mit einer oder mehreren gesättigten oder ungesättigten, geraden oder verzweigten kurzkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen und Epoxidaddukte davon; aromatische Alkohole, wie Benzylalkohol und Epoxidaddukte davon; alicyclische Alkohole, wie Cyclohexanol und Epoxidaddukte davon; Polyhydroxyverbindungen mit zwei oder mehr alkoholischen Hydroxylgruppen, einschließlich Polyole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol. Butylenglykol, Hexamethylenglykol, Glyzerin, Polyglyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerithritol, Dipentaerithritol, Sorbitan, Sorbitol, Saccharose und Polyvinylalkohol, partielle Ester und Kondensate dieser Polyole und Epoxidaddukte dieser Polyole, partielle Ester und Kondensate; partielle Ester und Ether dieser Polyhydroxyverbindungen und Epoxidaddukte der partiellen Ester und Ether; Epoxidaddukte von Phenolen, wie Phenol (Hydroxybenzol), Epoxidaddukte von Stickstoff enthaltenden Verbindungen, einschließlich Ammoniak, Amine, Polyamine, Amide und Aminsalze, und partielle Ester und Ether davon; und Polykondensate und vernetzte Produkte der vorstehenden kurzkettigen Hydroxyverbindungen.
Mindestens 10 % und vorzugsweise mindestens 30 Gew.-% der bei der Veresterung des Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren verwendeten Hydroxyverbindungen umfassen eine langkettige Hydroxyverbindung mit einer 10 bis 30 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkyl- oder Alkenylgruppe. Wenn der Anteil der bei der Veresterung des Copolymeren verwendeten langkettigen Verbindung in den gesamten Hydroxyverbindungen weniger als 10 Gew.-% beträgt, kann die erhaltene Überzugszusammensetzung keinen befriedigenden Schmiergrad bereitstellen.
Das Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer ist mindestens teilweise mit einer oder mehreren Hydroxyverbindungen verestert. Bei der Veresterung wird mindestens ein Teil der Carboxylgruppen und der Carboxylderivatgruppen, wie den in dem Copolymer vorliegenden Säureanhydrid-, Ester-, Salz-, Amid- und Imidgruppen, mit den Hydroxyverbindungen zur Bildung von Esterbindungen umgesetzt.
Der Veresterungsgrad des Copolymeren beträgt mindestens 5 Mol-%, bezogen auf die Gesamtzahl der im Copolymermolekül vorliegenden Carboxyl- und Carboxylderivatgruppen. Der Veresterungsgrad liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 90 Mol-% und weiter vorzugsweise im Bereich von 20 bis 70 Mol-%.
Wenn der Veresterungsgrad weniger als 5 Mol.-% beträgt, ist der Anteil einer in das Copolymermolekül eingeführten langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppe zu gering, um einen befriedigenden Schmiergrad zu erhalten.
Wenn auf der anderen Seite der Veresterungsgrad über 90 Mol-% liegt, wird die Hydrophilie des resultierenden Esters gering. In diesem Fall ist es wünschenswert, eine geeignete Maßnahme zu ergreifen, um die Hydrophilieeigenschaften desveresterten Copolymeren auf das Ausmaß zu erhöhen, daß es keine Schwierigkeiten bei der Herstellung einer wäßrigen, auf dem Ester basierenden Überzugszusammensetzung oder bei der Entfernung eines schmierenden Überzugs nach der plastischen Verformung gibt. Die Hydrophilieeigenschaften des veresterten Copolymeren können erhöht werden, indem eine kurzkettige Hydroxyverbindung als ein Teil der mit dem Copolymer umzusetzenden Hydroxyverbindungen verwendet wird, indem zum Beispiel eine Hydroxyverbindung mit einer hochhydrophilen Oxyethylenkette oder einem Aminsalzanteil im Molekül verwendet wird, oder indem eine mehrwertige Hydroxyverbindung, wie ein Polyol/Ethylenoxid-Addukt, in stöchiometrischen Überschuß umgesetzt wird, so daß Hydroxygruppen in das veresterte Copolymer eingeführt werden. Wenn eine solche Maßnahme ergriffen wird, kann selbst ein vollständiger Ester, in dem das Copolymer zu 100 % verestert ist, bei der Herstellung der Überzugszusammensetzung verwendet werden.
Das Veresterungsverfahren ist nicht kritisch und jedes wirtschaftlich/technisch durchführbare Veresterungsverfahren kann angewandt werden. Die Veresterung kann in einer herkömmlichen Weise durchgeführt werden, wie durch Erhitzen einer Mischung des Copolymeren und der Hydroxyverbindung in Gegenwart oder Abwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels in einer Stickstoffatmosphäre bei 80 bis 250ºC. Falls erforderlich, kann ein Veresterungskatalysator, wie Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure, der Reaktionsmischung hinzugesetzt werden. Alternativ kann die Veresterung durch tropfenweise Zugabe der Hydroxyverbindung zum Copolymer, welches auf die Reaktionstemperatur erhitzt wurde, durchgeführt werden. Wenn ein Veresterungsprodukt mit einem Veresterungsgrad von weniger als 50% gewunscht wird, kann die Veresterung bei einer niedrigeren Temperatur durch eine Ringöffnungsreaktion des Säureanhydridringanteils im Copolymer ausgeführt werden. Wenn das Copolymer einen Esteranteil besitzt wie in den Fällen, wenn ein Maleatester, wie Methylmaleat, als Monomer bei der Herstellung des Copolymeren verwendet wird, kann die Veresterung leicht mit Hilfe einer Umesterungsreaktion bewerkstelligt werden.
Die organische schmierende Überzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt das oben erwähnte mindestens teilweise veresterte Copolymer oder dessen Salz als eine Hauptkomponente. Das veresterte Copolymer oder sein Salz liegt in der Überzugszusammensetzung in Form einer Lösung, Emulsion oder Dispersion in einem geeigneten flüssigen Medium vor. Das flüssige Medium umfaßt vorzugsweise Wasser. Mit anderen Worten, es wird eine wäßrige Überzugszusammensetzung bevorzugt.
Ein Salz des veresterten Copolymeren kann hergestellt werden, indem das veresterte Copolymer mit einer basischen Verbindung umgesetzt wird, wenn das Copolymer teilweise verestert wurde. In diesem Fall werden die nicht umgesetzten, im Copolymer verbleibenden Carboxylgruppen mit der basischen Verbindung neutralisiert. Wenn das Copolymer vollständig verestert ist, kann der Ester hydrolysiert werden, um freie Carbonsäuregruppen in das Molekül einzuführen, und dann kann er mit einer basischen Verbindung umgesetzt erden, um ein Salz des veresterten Copolymeren zu bilden. In jedem Fall werden die von dem Maleinsäureanhydridmonomer oder seinem Derivat abgeleiteten Carbonsäuregruppen mit der basischen Verbindung neutralisiert.
Bei der Umwandlung des veresterten Copolymeren in sein Salz können die hydrophilen Eigenschaften des Copolymeren verbessert werden, so daß die Herstellung einer wäßrigen Überzugszusammensetzung und die Entfernung eines schmierenden Überzugs nach der plastischen Verformung weiter erleichtert werden.
Wenn ein organisches Amin zur Bildung eines Salzes verwendet wird, führt dieses zu einem weiteren Vorteil, als daß ein Aminsalz des veresterten Copolymeren die Adhäsion eines schmierenden Überzugs an einem Metallblech verbessert kann, wodurch die Eigenschaften des Überzugs im ganzen verbessert werden.
Die zur Bildung eines Salzes des veresterten Copolymeren verwendete basische Verbindung kann entweder eine organische oder anorganische Base sein. Beispiele der basischen Verbindung sind Stickstoff enthaltende Verbindungen, wie Amine und Ammoniak, und Metall enthaltende Basen, wie Alkalimetall- und Erdalkalimetallverbindungen.
Die Stickstoff enthaltenden Basen schließen folgende ein: Ammoniak; aliphatlsche Amine, wie Methylamin, Ethylamin, Butylamin, Octylamin, Dodecylamin, Dimethylamin und Trimethylamin; Alkanolamine, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin und Dihydroxypropylamin; aromatische Amine, wie Anillin; cyclische Amine, wie Morpholin; Polyamine, wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Hexamethylendiamin und Polyethylenimin; und Epoxidaddukte dieser Verbindung.
Die Metall enthaltenden Basen sind vorzugsweise anorganische Verbindungen und schließen Metalle ein, die zur Bildung eines Carboxylatsalzes in der Lage sind, wie Kalium, Natrium, Lithium, Kalzium, Magnesium, Aluminium, Zink, Eisen, Nickel, Kobalt, Zinn, Blei und Kupfer sowie die Oxide, Hydroxide, Chloride, Carbonat und Bicarbonate dieser Metalle ein. Die Neutralisation des veresterten Copolymeren zur Bildung eines Salzes kann in einer herkömmlichen Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel können das veresterte Copolymer und die basische Verbindung Wasser hinzugesetzt und auf 50 bis 80ºC erhitzt werden, wenn das Copolymer freie Carboxylgruppen besitzt, oder es kann auf 60 bis 90ºC erhitzt werden, wenn es Carboxylsäurederivatgruppen besitzt. Ein solcher Neutralisationsvorgang ermöglicht es, eine schmierende Überzugszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, in welcher das resultierende Salz in Wasser gelöst, emulgiert oder dispergiert ist.
Die schmierende Überzugszusammensetzung ist vorzugsweise eine wäßrige Zusammensetzung, bei der Wasser als einziges flüssiges Medium verwendet wird, um eine einfache Handhabung zu erreichen und durch die Verwendung von einem organischen Lösungsmittel verursachten Umweltprobleme zu vermeiden.
Wenn diese Probleme jedoch überwunden werden können, kann das flüssige Medium aus einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln oder einer Mischung davon mit Wasser bestehen. Brauchbare organische Lösungsmittel schließen Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol und Kerosin; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon; Ether, wie Methylbutylether und Diethylenglykolmonomethylether; Ester, wie Ethylacetat; und Alkohole wie Methylalkohol, Ethylalkohol und Propylalkohol ein.
Die Gegenwart eines organischen Lösungsmittels in der schmierenden Überzugszusammensetzung vermindert die Viskosität der Zusammensetzung und ermöglicht es, daß die Konzentration des veresterten Copolymeren in der Zusammensetzung erhöht werden kann. Demzufolge erleichtert es die Herstellung und den Transport der Zusammensetzung. Des weiteren resultieren aus der Verwendung eines organischen Lösungsmittels zusätzliche Vorteile hinsichtlich einer kürzeren Arbeitszeit und einer niedrigeren Trocknungstemperatur bei der Bildung des schmierenden Überzugs.
Das veresterte Copolymer oder sein Salz kann in geschmolzener Form ohne Verwendung eines flüssigen Mediums angewandt werden, obgleich dieses Verfahren der Anwendung verschiedenartige den Einsatz bzw. Betrieb betreffende Schwierigkeiten hervorruft.
Die Konzentration des veresterten Copolymeren oder seines Salzes in der schmierenden Überzugszusammensetzung ist nicht kritisch, solange es eine Viskosität besitzt, die das durchzuführende Beschlchten ermöglicht. Für gewöhnlich liegt die Konzentration im Bereich von 1 bis 50 Gew.-% und vorzugsweise von 2 bis 40 Gew.-% im Falle einer wäßrigen Zusammensetzung. Eine höhere Konzentration kann bei einer Zusammensetzung mit einem organischen Lösungsmittel eingesetzt werden.
Die schmierende Überzugszusammensetzung kann ferner verschiedenartige Additive umfassen, welche für gewöhnlich in einer schmierenden Überzugszusammensetzung angewandt werden. Derartige Additive schließen Wachse, Fettsäuren, Alkalimetallsalze von Fettsäuren, Metallseifen, Fettalkohole und Fettsäureester, Amine, Aminsalze, Amide, Sulfonate, Sulfonamide und Verbindungen ein, die zwei oder mehr dieser funktionellen Teile besitzen. Wenn eins oder mehrere dieser Additive hinzugesetzt werden, kann eine wäßrige Überzugszusammensetzung in Form einer Lösung, Emulsion oder Dispersion leicht hergestellt werden, da das veresterte Copolymer oder das Salz davon als ein Lösungsvermittler, Emulgiermittel oder Dispergiermittel dient.
Die schmierende Beschichtungszusammensetzung kann leicht auf ein Metallblech in einer wirtschaftlich/technisch durchführbaren herkömmlichen Weise aufgetragen werden, um ein geschmiertes Metallblech mit einem darauf befindlichen schmierenden Überzug bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung auf das Metall mittels folgender Verfahren aufgetragen werden: Eintauchbeschichten, Walzbeschichten, Lackgießen, Besprühen, elektrostatisches Beschichten oder Beschichten durch Elektroabscheidung; und der erhaltene nasse Überzug kann mittels der Heißlufttrocknung oder der Bestrahlung mit Strahlen aktiver Energie getrocknet werden, wodurch ein fester schmierender Überzug erhalten wird.
Das Gewicht des Überzugs liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 g/m² und weiter bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 3 g/m² auf Trockenbasis. Ein geringeres Überzuggewicht kann keinen befriedigenden Schmiergrad bereitstellen, wohingegen ein höheres Überzugsgewicht zu keiner weiteren nennenswerten Zunahme der Schmierfähigkeit führt, und im Hinblick auf die Kosten nachteilig ist.
Der aus der organischen schmierenden Überzugszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildete schmierende Überzug weist eine starke Adhäsion zu Blechen aufund besitzt einen hohen Schmiergrad. Die hohe Schmierfähigkeit ist zumindest teilweise den langkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen zuzuschreiben, die in das Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymermolekül durch Veresterung eingeführt wurden, wohingegen die starke Adhäsion aus der Tatsache entspringt, daß die Carboxylgruppen oder deren Salze chemisch fest von der Oberfläche des Metallblechs adsorbiert werden.
Trotz der hohen Schmierfähigkeit oder Öligkeit behält der schmierende Überzug noch eine hydrophile Natur bei, und zwar aufgrund der Gegenwart von freien Carboxylgruppen oder von Carboxylgruppen in Salzform, und er kann durch das Waschen mit einer wäßrigen Waschlösung, wie einer alkalischen entfettenden Lösung nach dem Unterziehen einer plastischen Verformung entfernt werden. Insbesondere wenn die zur Veresterung des Copolymeren verwendete Hydroxyverbindung eine lange Polyethylenoxidkette oder eine ähnliche Kette aufweist, wird die Entfernbarkeit des Überzugs weiter verbessert.
Ferner hat der schmierende Überzug Antihaft- bzw. Antiblockingeigenschaften, wie es durch die nachfolgenden Beispiel gezeigt wird. Deshalb tritt im wesentlichen kein Blocking auf, wenn das geschmierte Metallblech unter Bedingungen gelagert wird, bei denen der schmierende Überzug mit einem anderen Überzug oder einem Metallblech in Kontakt tritt. Daraus resultierend kann er für eine längere Zeitdauer gelagert werden, ohne daß man Angst zu haben braucht, daß ein Blocking auftritt.
Die nachfolgenden Beispiele werden als spezielle Erläuterungen der beanspruchten Erfindung vorgestellt. Es ist anzumerken, daß die Erfindung nicht auf die in den Beispielen dargestellten spezifischen Details beschränkt ist.

Beispiele

Ein Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer (1/1-Molverhältnis) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 1200 (SMA-1000A, KAWAHARA PETROCHEMICAL CO., LTD.)wurde teilweise in der nachfolgenden Weise verestert, um eine Überzugszusammensetzung herzustellen, die in Tabelle 1 als Versuch Nr. 1 bezeichnet wird.
Eine Mischung aus 202 g des Copolymeren, 148, 8 g Laurylalkohol (NAA-42, NIPPON OIL AND FATS CO., LTD.) und 1,8g p-Toluolsulfonsäure als Veresterungskatalysator wurden in 234,6 g Toluol auf 118ºC unter Stickstoff erhitzt. Das Lösungsmittel Toluol und der Katalysator machten 40 % bzw. 0,3 % des Gesamtgewichts der Mischung aus. Das vom Reaktor abdestillierte Wasser und Toluol wurde gesammelt, und das Wasser wurde entfernt, wohingegen das Toluol dem Reaktor wieder zugeführt wurde. Nach dem vierstündigen Erhitzen bei 118ºC wurde die Temperatur auf 140ºC erhöht, um Toluol durch Destillation zu entfernen.
Das erhaltene viskose veresterte Copolymer verfestigte sich, wenn es bei Raumtemperatur zur Abkühlung stehengelassen wurde. 350,8 g des veresterten Copolymeren wurden mit 150,0 g einer 28 %-igen wäßrigen Ammoniaklösung und 3427,2 g Wasser versetzt, und die Mischung wurde bei 80ºC gerührt. Nach etwa 1 Stunde wurde die Neutralisation des Esters abgeschlossen, und eine Emulsion wurde gebildet.
Die Emulsion hatte einen pH von 9,41 und wurde als schmierende Überzugszusammensetzung im Versuch Nr. 1 verwendet.
Die als Versuch Nr.2 bis 20 in der Tabelle 1 bezeichneten Überzugszusammensetzungen wurden in einer ähnlichen Weise hergestellt.
Die Tabelle 1 gibt das Molverhältnis des Maleinsäureanhydrids zum Styrol im Copolymer, sein zahlenmittleres Molekulargewicht, die bei der Veresterung verwendete langkettige Hydroxyrverbindung mit einer C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe und den Grad der Veresterung mit dieser in Mol-%, die bei der Veresterung verwendete langkettige Hydroxyverbindung ohne eine C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe und, falls vorhanden, den Grad der Veresterung mit dieser in Mol-%, die zur Bildung eines Salzes verwendete basische Verbindung, und den Grad der Neutralisation mit dieser in Mol-%, und das zur Herstellung einer Überzugszusammensetzung verwendete Lösungsmittel- oder Dispersionsmedium und die Konzentration des veresterten Copolymeren oder dessen Salzes in der Zusammensetzung (Feststoffgehalt) an.
Jede der in Tabelle 1 gezeigten schmierenden Überzugszusammensetzungen wurde unter Anwendung eines Stabbeschichters auf ein 0,8 mm dickes mit einer Legierung galvanisiertes Stahlblech (Beispiel 1) und ein 0,8 mm dickes kaltgewalztes Stahlblech (Beispiel 2) mit einem Überzugsgewicht aufgetragen, das ausreichte, um einen trockenen Film mit einer Dicke von 1 um zu bilden, und anschließend wurde mit heißer Luft getrocknet, um ein beschichtetes, mit einer Legierung galvanisiertes Stahlblech und ein beschichtetes kaltgewalztes Stahlblech herzustellen, wobei jedes einen schmierenden Überzug auf einer Oberfläche aufweist.
Die überzogenen Stahlbleche wurden nach der Schmierfähigkeit, Abwaschbarkeit mit Alkalien, den Antiblockingeigenschaften und der Beständigkeit gegenüber dem Waschöl mittels der nachfolgenden Testverfahren beurteilt.

Beispiel 1 - Beschichtetes mit einer Legierung galvanisiertes Stahlblech

Test 1: Bestimmung des Reibungskoeffizienten

Ein Rohling des überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechs, mit einer Breite von 30 mm und einer Länge von 230 mm, wurde einer Preßformung unter Anwendung einer flachen Preßform und einer Stanze mit einem mit einem Wulst versehenen Rohlinghalters für einen Ziehtest mit einem hutförmigen Kanal (U-Förmig), wie in Fig. 1 gezeigt, unterzogen, wobei unterschiedliche Drücke H (kgf/cm²) auf den Rohlinghalter angewendet wurden. Die auf die Stanze zur Durchführung der Verformung ausgeübte Belastung P (kgf/cm²) wurde bestimmt. Die Belastung P wurde gegen den Druck H aufgetragen, und der Reibungskoeffizient wurde aus der Steigung der resultierenden Linie gemäß der nachfolgenden Gleichung berechnet:
Reibungskoeffizient = (dP/dH)/2.
Vor jedem Preßverformungstest wurden die Oberflächen der Preßform und der Stanze mit einem Schmirgelpapier abgeschmirgelt, so daß sie einen Wert von Rmax von 0,3 um hatten.

Test 2: Beurteilung der Schmierfähigkeit

Unter Verwendung einer mit Vertiefungen versehenen Preßform und einer Stanze mit einem mit einem Wulst versehenen Rohlinghalter für einen U-Formziehtest, wie in Fig. 2 dargestellt, wurde ein Rohling des überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechs, mit einer Breite von 180 mm und einer Länge von 230 mm, einer Preßverformung mit einem auf den Rohlinghalter angewandten Druck H (kgf/cm²) von etwa 1000 (kgf/cm²) unterzogen. Die Änderung der auf die Stanze ausgeübten Belastung P (kgf/cm²) wurde als ein Maß für die Schmierfähigkeit bestimmt, und zwar wenn das Teststück sich unterhalb den wulstartigen Anteilen des Rohlinghalters U-förmig verbiegt. Je kleiner die Änderung der für die Verformung erforderlichen Belastung, desto besser ist die Schmierfähigkeit des Teststücks. Vor jedem Test wurden die Oberflächen der Preßform und der Stanze in der gleichen Weise wie in Test 1 abgeschmirgelt.

Test 3: Bewertung der Entfernbarkeit des Überzugs durch das Waschen mit einer alkalischen Lösung

Ein Metallblech, das einer Formung durch plastische Verformung unterzogen wurde, wird für gewöhnlich mit einer wäßrigen alkalischen Lösung vor dem nachfolgenden Farbbeschichtungsschritt gewaschen, um jegliche nicht schützenden Oberflächenfilme und Fette und Öle, die auf der Metalloberfläche verblieben oder abgelagert wurden, zu entfernen. Deshalb ist es wünschenswert, daß der aus der Überzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildete schmierende Überzug leicht durch einen derartigen Waschschritt entfernt werden kann, nachdem die Formung durch die plastische Verformung abgeschlossen wurde.
Um die Leichtigkeit der Entfernung des schmierenden Überzugs durch das Waschen mit einer wäßrigen alkalischen Lösung zu bestimmen, wurde ein Teststück des überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechs in eine wäßrige 2 %-ige Lösung eines alkalischen entfettenden Mittels für die Verwendung bei einer Automobillackbeschichtungsanlage (Surfcleaner SD-550, NIPPON PAINT CO., LTD.) bei 40ºC 1 Minute lang eingetaucht. Nachdem das Teststück mit Wasser 1 Minute lang gespült wurde, wurde die Benetzbarkeit mit Wasser der überzogenen Oberfläche wie folgt bewertet:
: Vollständig benetzbar (100 % der Fläche benetzt),
Δ: Leicht abstoßend (mehr als 80 % der Fläche sind benetzt),
X: Sehr abstoßend (weniger als 80 % der Fläche sind benetzt).

Test 4: Bewertung der Antiblockingeigenschaften

Wenn im übereinandergestapelten Zustand gelagerte, beschichtete Stahlbleche Blocking (Klebrigkeit zwischen den Überzügen von benachbarten überzogenen Stahlblechen) zeigen, werden die Handhabung und die Schmierfähigkeit der überzogenen Stahlbleche beträchtlich schlechter. Aus diesem Grund wurden die Antiblockingeigenschaften des überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechs getestet, indem zwei Teststücke des überzogenen Stahlblechs mit den überzogenen Oberflächen Stirn an Stirn aufeinandergelegt wurden und die aufeinandergelegten Bleche unter einem Druck von 200 kg/cm² 3 Stunden lang gepreßt wurden. Die Antiblockingeigenschaften wurden durch die Leichtigkeit des Trennung der beiden Bleche wie folgt bewertet:
: Trennung durch die Schwerkraft ohne Klebespuren,
: Trennung durch die Schwerkraft mit Klebespuren,
Δ: Haften aneinander, aber trennbar durch leichtes Schlagen,
X: Haften aneinander und sind durch Schlagen nicht trennbar.

Test 5: Bewertung der Waschölbeständigkeit

Vor der Preßformung durch die plastische Verformung wird ein Stahlblech häufig mit einem Waschöl behandelt, um die Oberfläche zu reinigen und Metallpulver oder anderes darauf abgelagertes Fremdmaterial zu entfernen, das die Bildung von Defekten oder Flecken während der plastischen Verformung verursachen könnte. Wenn der schmierende Überzug des beschichteten Stahlblechs in dem Waschöl gelöst wird, wird sich die Formbarkeit des Stahlblechs verschlechtern. Deshalb ist es wichtig, daß das überzogene Stahlblech eine gute Waschölbeständigkeit besitzt. Aus diesem Grund wurde das überzogene Stahlblech in bezug auf die Waschölbeständigkeit getestet.
Der Test wurde durchgeführt, indem ein Teststück des überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlblechs in eine große Menge Waschöl (Solvent Naphtha, IDEMITSU KOSAN CO., LTD.) 24 Stunden bei Raumtemperatur eingetaucht wurde. Dann wurde es von dem Waschöl entfernt, und nachdem das verbleibenden Waschöl durch das einstündige Erhitzen bei 60ºC entfernt worden ist, wurde das Gewicht des auf dem Stahlblech verbliebenen schmierenden Überzugs bestimmt. Die Waschölbeständigkeit wurde als in Prozent angegebener Erhalt des schmierenden Überzugs auf Gewichtsbasis angegeben.
Die Ergebnisse der mit den überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlbleche des Beispiels 1 durchgeführten Tests 1 bis 5 sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 2 - Überzogenes kaltgewalztes Stahlblech

Test 6: Beurteilung der Tiefziehbarkeit

Unter Anwendung einer Preßform und einer Stanze für einen Tiefziehtest (flachbödig), wie in Fig. 3 dargestellt, wurde ein Rohling eines überzogenen kaltgewalzten Stahlblechs dem Tiefziehen unterzogen. Der anfängliche Rohlingdurchmesser wurde variiert, um den maximalen anfänglichen Rohlingdurchmesser D (mm) zu bestimmen, bei dem ein Preßfehler auftrat. Die Tiefziehbarkeit wurde mittels des LDR-Wertes beurteilt, der berechnet wurde, indem der maximale anfängliche Rohlingsdurchmesser D durch den Durchmesser der Stanze d (mm) geteilt wurde.
LDR-Wert = D/d
Vor jedem Test wurden die Oberflächen der Preßform und der Stanze in der gleichen weise wie in Test 1 abgeschmirgelt.

Test 7: Beurteilung der Entfernbarkeit des Überzugs durch das Waschen mit einer alkalischen Lösung

Unter Verwendung eines Teststücks des überzogenen kaltgewalzten Stahlblechs wurde die Entfernbarkeit des schmierenden Überzugs in der gleichen Weise wie in Test 3 bestimmt.

Test 8: Beurteilung der Antiblockingeigenschaften

Unter Verwendung eines Teststücks des überzogenen kaltgewalzten Stahlblechs wurden die Antiblockingeigenschaften des schmierenden Überzugs in der gleichen Weise wie in Test 4 bestimmt.

Test 9: Bewertung der Waschölbeständigkeit

Unter Verwendung eines Teststücks des überzogenen kaltgewalzten Stahlblechs wurde die Waschölbeständigkeit des schmierenden Überzugs in der gleichen Weise wie in Test 5 bestimmt.
Die Ergebnisse der an den überzogenen kaltgewalzten Stahlblechen des Beispiels 2 ausgeführten Tests 6 bis 9 sind in Tabelle 3 dargestellt.
Wie aus den in den Tabellen 2 und 3 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, hatten die geschmierten Stahlbleche mit einem aus einer Überzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten schmierenden Überzug eine bessere Oberflächenschmierfähigkeit und plastische Verformbarkeit als Stahlbleche, die mit einer vergleichbaren schmierenden Überzugszusammensetzung überzogen waren. Des weiteren konnten die schmierenden Überzüge leicht durch das Waschen mit einer alkalischen Lösung entfernt werden, waren gegenüber dem Blocking während der Lagerung weniger empfindlich und besaßen eine geringe Löslichkeit in Waschöl. Tabelle 1 (In den Beispielen angewandte organische schmierende Überzugszusammensetzungen) (1) Copolymer (2) Bei der Veresterung von (1) eingesetzte langkettige Hydroxyverbindung (enthält C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe)2) % Veresterung von (1) mit (2) (3) Bei der Veresterung von (1) eingesetzte kürzere Hydroxyverbindung2) % Veresterung von (1) mit (3) Basische Verbindung zur Bildung eines Salzes (Neutralisation) % Neutralisation Medium Feststoffgehalt (Gew.-%) Monomerreaktanten (Molverhältnis) DIESE ERFINDUNG MA/Styrol Laurylalkohol Stearylalkohol Ethylenglykolmonostearat Palmitylalkohol Oleylalkohol Behenylalkohol Propylenglykolmonobehenat FINE OXOCOL Sorbitandisterat Diethylenglykolmonostearat Methylalkohol Nonylphenol Glyzerin Ammoniak Diethanolamin Monoethanolamin Triethanolamin Morpholin Monomethylamin Dimethylamin Hexamethylendiamin Diethylamin Wasser (wird fortgesetzt) Tabelle 1 (Fortsetzung) (1) Copolymer (2) Bei der Veresterung von (1) eingesetzte langkettige Hydroxyverbindung (enthält C&sub1;&sub0;-C&sub3;&sub0;-Alkyl- oder Alkenylgruppe)2) % Veresterung von (1) mit (2) (3) Bei der Veresterung von (1) eingesetzte kürzere Hydroxyverbindung2) % Veresterung von (1) mit (3) Basische Verbindung zur Bildung eines Salzes (Neutralisation) % Neutralisation Medium Feststoffgehalt (Gew.-%) Monomerreaktanten (Molverhältnis) ZUM VERGLEICH MA/Styrol Im Handel erhältliches Rostschutzöl Im Handel erhältliches Preßöl (# 600) Stearylalkohol Octylalkohol Methylalkohol Ammoniak Morpholin Wasser Anmerkungen: Alle Prozente stehen für Molprozente, wenn nicht anders angegeben. 1) MA = Maleinsäureanhydrid 2) EO = Ethylenoxid, PO = Propylenoxid. Das Zeichen "/" steht für ein Addukt. 3) PEG = Polyethylenglykol 4) FINE OXOCOL: ein Handelsname für einen verzweigtkettigen synthetischen Alkohol (Isohexacosanylalkohol), Hydroxyy-Wert = 144, verkauft von NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 5) TEA = Triethanolamin Tabelle 2 (Testergebnisse der überzogenen, mit einer Legierung galvanisierten Stahlbleche) Test Zusammensetzung Nr. Reibungskoeffizient Änderung der Formungsbelastung (kgf) Entfernbarkeit mit Alkalien Antiblockingeigenschaften Waschölbeständigkeit DIESE ERFINDUNG Zum Vergleich Tabelle 3 (Testergebnisse der überzogenen kaltgewalzten Stahlbleche) Test Zusammensetzung Nr. LDR-Wert Änderung der Formungsbelastung (kgf) Entfernbarkeit mit Alkalien Antiblockingeigenschaften Waschölbeständigkeit DIESE ERFINDUNG Zum Vergleich

Claims

1. Organische schmierende Überzugszusammensetzung für die plastische Verformung eines Metallblechs, umfassend ein Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymer, welches mindestens teilweise mit einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen verestert worden ist, oder ein Salz des veresterten Maleinsäureanhydrid/Styrol-Copolymeren, wobei das Molverhältnis der Maleinsäureanhydridkomponente zu der Styrolkomponente in dem Copolymer im Bereich von 1:99 bis 75:25 liegt und wobei mindestens 10 Gew.-% der organischen Hydroxyverbindungen aus einer Hydroxyverbindung mit einer Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen bestehen.

2. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer im wesentlichen aus sich wiederholenden Einheiten besteht, welche von Maleinsäureanhydrid und Styrol abgeleitet sind.

3. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 200 bis 100.000 besitzt.

4. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer bis zu einem Veresterungsgrad von mindestens 5 % verestert worden ist.

5. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das veresterte Copolymer in Form eines Salzes mit einer basischen Verbindung vorliegt.

6. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die basische Verbindung aus Ammoniak, Aminen und anorganischen metallhaltigen Basen gewählt ist.

7. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung eine wäßrige Zusammensetzung ist, wobei das veresterte Copolymer oder dessen Salz in Wasser gelöst, emulgiert oder dispergiert ist.

8. Überzugszusammensetzung nach Anspruch 7, wobei das veresterte Copolymer oder dessen Salz in der Zusammensetzung in einer Konzentration von 1 bis 50 Gew.-% vorliegt.

9. Geschmiertes Metallblech mit einem oberflächenschmierenden Überzug auf mindestens einer Oberfläche hiervon, welcher aus der organischen schmierenden Überzugszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 gebildet ist.

10. Geschmiertes Metallblech nach Anspruch 1, wobei der Überzug ein Gewicht von 0,1 bis 10 g/m² auf Trockenbasis besitzt.

11. Verwendung der organischen schmierenden Überzugszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 für die plastische Verformung von Metallblechen.