JPH01115978A - 接着剤 - Google Patents

接着剤

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JPH01115978A
JPH01115978A JP27168687A JP27168687A JPH01115978A JP H01115978 A JPH01115978 A JP H01115978A JP 27168687 A JP27168687 A JP 27168687A JP 27168687 A JP27168687 A JP 27168687A JP H01115978 A JPH01115978 A JP H01115978A
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hydrogenated
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Yoshikuni Akiyama
義邦 秋山
Tsuyoshi Mizushiro
水城 堅
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は熱可塑性エラストマーの加工性、柔軟性を有し
ながら、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等
の各種樹脂、さらには各種ゴム、金属、ガラス、合成繊
維、不織布、無機物、および木材など幅広い接着対象を
もった耐熱性に優れた接着剤に関するものである。
〔従来技術〕
近年、ラミネートフィルム、コンポジット材料等を中心
として各種工業材料の複合化が盛んになってきており、
接着剤として使用される接着性ポリマーは複合素材の高
殿能化にともない、被着材である極性基を有する合成樹
脂、極性基を持たない合成樹脂、または、鉄、アルミニ
ウム、銅等の金属材料、あるいは木材、紙等のセルロー
ス系材料、ガラスなどの異種素材複合化に必須な成分と
して多用されている。そして、これら複合素材の高機能
化は、該被着材料に用いる接着性ポリマーの高機能化に
よって達成されているといえる。
ところで、接着性ポリマーを接着剤として利用する分野
は家具、建材、合板、木工、建築、製本、製袋、製缶、
包装等の分野は勿論のこと、自動車を中心とした車両関
係、電気機器をはじめ、事務機器、家庭用品に至るまで
、その利用範囲は極めて広範囲なものがある。したがっ
て被着材の種類も、上記した様に極めて多くの種類にお
よび、またその用途も非常に多様であるため、その目的
に適合する各種の性能が接着性ポリマーには要求されて
いるのである。
これらのなかにあって、ポリオレフィン系の接着性ポリ
マー、即ちポリプロピレン、ポリエチレンおよびエチレ
ン/α−オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂
を変性してポリマー中に特殊な官能基を導入したものや
、重合段階で共重合成分として極性モノマーを用いて合
成したものは、ポリオレフィン系樹脂の持つ物性や加工
性を保持しつつ、各種の被着基材に対する接着性を付加
したものとして、押出コーティング、共押出フィルム、
フィルムラミネーション、共押出ブロー成形、粉体コー
ティングなど様々な加工方法で用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、これら従来技術で得られた接着性ポリマ
ーは1.ある程度の接着性能を有するものの、使用環境
下における耐久接着性能は未だに不十分であり、特にそ
の耐熱性を満足できるものは特殊なポリマー構造に依存
するのが現状であり、耐熱性に優れた接着性能を有する
ものは、そのほとんどが耐熱性能を有する樹脂を用いね
ばならず、軟質な熱可塑性エラストマーで耐熱性に優れ
た接着性ポリマーは現在まで得られていない。
(問題を解決するための手段〕 本発明は上記した従来技術の問題点を解決すべくなされ
たものであり、特に、エポキシ基含有不飽和化合物でグ
ラフト変性した変性水添ブロック共重合体を接着性ポリ
マーとして用いると、軟質から硬質の構造用接着剤とし
て、また、耐熱性に優れ、高機能を有する複合素材の接
着剤として有用であることを見いだし成されたものであ
る。
すなわち、本発明は、 (1)少なくとも2個のビニル芳香族化合物を主体とす
る重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役ジエン化
合物を主体とする重合体ブロックBとから成るブロック
共重合体を水素添加し、該共重合体中の共役ジエン化合
物に基づく脂肪族二重結合の少なくとも80%を水素添
加して得られる水添ブロック共重合体100重量部に、
エポキシ基含有不飽和化合物をo、oi〜20ミル20
重量部グラフトれる接着剤を提供するものである。
以下、本発明に関して詳しく述べる。
本発明で用いられる接着剤のベースとなる水添ブロック
共重合体は、少なくとも2個のビニル芳香族化合物を主
体とする重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役ジ
エン化合物を主体とする重合体ブロックBとから成るブ
ロック共重合体を水素添加して得られるものであり、例
えば、A−B−A、B−A−B−A1(A−8−>4−
3i。
A−B−A−B−A等の構造を有するビニル芳香族化合
物−共役ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加され
たものである。また、該水添ブロック共重合体は必要に
応じて上記した構造を有するものの外にA−B型の水添
ブロック共重合体を50重量%未満含んでいてもかまわ
ない。
この水添ブロック共重合体は、ビニル芳香族化合物を5
〜95重量%、好ましくは10〜85重足%○むもので
ある。そのブロック構造は、ビニル芳香族化合物を主体
とする重合体ブロックAが、ビニル芳香族化金物のホモ
重合体ブロックまたはビニル芳香族化合物を50重旦%
を超え好ましくは70重量%以上含有するビニル芳香族
化合物と水素添加された共役ジエン化合物との共重合体
ブロックの構造を有するものであり、そしてざらに、水
素添加された共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロ
ックが、水素添加された共役ジエン化合物のホモ重合体
ブロックまたは水素添加された共役ジエン化合物を50
重四%を超え好ましくは70重川用以上含有する水素添
加された共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物との共
重合体ブロックの構造を有するものである。また、これ
らのビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックA
1水素添加された共役ジエン化合物を主体とする重合体
ブロックB1それぞれの重合体ブロックにおける分子鎖
中の水素添加された共役ジエン化合物またはビニル芳香
族化合物の分布がランダム、チーバード(分子鎖中に沿
って七ツマー成分が増加または減少するもの)、一部ブ
ロック状またはこれらの任意の組み合わせで成っていて
もよく、該ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロ
ックおよび該水素添加された共役ジエン化合物を主体と
する重合体ブロックがそれぞれ2個以上ある場合は、各
重合体ブロックはそれぞれが同一構造であってもよく、
異なる構造であってもよい。
水添ブロック共重合体を構成するビニル芳香族化合物と
しては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニル
トルエン、p−第3ブチルスチレン等のうちから1種ま
たは2種以上が選択でき、なかでもスチレンが好ましい
。また水素添加された共役ジエン化合物を構成する水添
前の共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジェン、
イソプレン、1,3−ペンタジェン、2,3−ジメチル
−1,3−ブタジェン等のうちから1種又は2種以上が
選ばれ、なかでもブタジェン、イソプレンおよびこれら
の組み合わせが好ましい。そして、水添される前の共役
ジエン化合物を主体とする重合体ブロックは、そのブロ
ックにおけるミクロ構造を任意に選ぶことができ、例え
ばポリブタジェンブロックにおいては、1.2−ビニル
結合構造が20〜50%、好ましくは25〜45%であ
る。
また、上記した構造を有する本発明に共する水添ブロッ
ク共重合体の数平均分子量は5,000〜i、ooo、
ooo、好ましくは10,000〜aoo、 ooo、
さらに好ましくは30.000〜500,000の範囲
であり、分子量分布(重量平均分子ffi(MW)と数
平均分子量(Hn)との比(Hw/Mn) )は10以
下である。ざらに水添ブロック共重合体の分子構造は、
直鎖状、分岐状、放射状あるいはこれらの任意の組み合
わせのいずれであってもよい。
これらのブロック共重合体の製造方法としては上記した
構造を有するものであればどのような製造方法で1qら
れるものであってもかまわない。
例えば、特公昭40−23798号公報に記載された方
法により、リチウム触媒を用いて不活性溶媒中でビニル
芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体を合
成し、次いで、かかるビニル芳香族化合物−共役ジエン
化合物ブロック共重合体の水素添加物の製造方法として
は、例えば特公昭42−8704号公報、特公昭43−
6636号公報に記載された方法で得ることもできるが
、特に1qられろ水添ブロック共重合体の耐候性、耐熱
劣化性に優れた性能を発揮するチタン系水添触媒を用い
て合成された水添ブロック共重合体が最も好ましく、例
えば、特開昭59−133203号公報、特開昭60−
79005号公報に記載された方法により、不活性溶媒
中でチタン系水添触媒の存在下に水素添加して、本発明
に供する水添ブロック共重合体を合成することができる
。その際、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロ
ック共重合体の共役ジエン化合物に基づく脂肪族二重結
合は少なくとも80%を水素添加せしめ、共役ジエン化
合物を主体とする重合体ブロックを形態的にオレフィン
性化合物重合体ブロックに変換させる必要がある。
また、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロック
A1および必要に応じて共役ジエン化合物を主体とする
重合体ブロックBに共重合されているビニル芳香族化合
物に基づく芳香族二重結合の水素添加率については特に
制限はないが、水素添加率を20%以下にするのが好ま
しい。該水添ブロック共重合体中に含まれる非水添の脂
肪族二重結合の罪は、赤外分光光度計、核磁気共鳴装置
等により容易に知ることができる。
つぎに、本発明で供するエポキシ基含有不飽和化合物と
は、分子中に不飽和基とエポキシ基を有する全ての化合
物が使用可能であるが、好ましいエポキシ基含有不飽和
化合物としては、下記−能代(I>および(II>で示
される化合物が挙げられる。
(式中、Rは水素、低級アルキル基またはグリシジルエ
ステル基で置換された低級アルキル基を示す。) (式中、Rは水素、低級アルキル基またはグリシジルエ
ステル基で置換された低級アルキル基を示す。) 好ましい具体例としては、アクリル酸グリシジル、メタ
クリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコ
ン酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等が挙げら
れ、中でも好ましいエポキシ基含有不飽和化合物として
は、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、
アリルグリシジルエーテルが挙げられる。
これらエポキシ基含有不飽和化合物のほかに、マレイン
酸ジグリシジルエステル、マレイン酸メチルグリシジル
エステル、マレイン酸エチルグリシジルエステル、マレ
イン酸イソプロピルグリシジルエステル、マレイン1i
t−ブチルグリシジルエステル、フマル酸ジグリシジル
エステル、フマル酸メチルグリシジルエステル、フマル
酸イソプロピルグリシジルエステル、イタコン酸ジグリ
シジルエステル、イタコン酸メチルグリシジルエステル
、イタコン酸イソプロピルグリシジルエステル、2−メ
チレングルタル酸ジグリシジルエステル、2−メチレン
グルタル酸メチルグリシジルエステル等のエポキシ基含
有不飽和化合物も好適に使用できる。
これらのエポキシ基含有不飽和化合物は、1種または2
種以上を使用することができる。
本発明の構造用接着剤の変性水添ブロック共重合体を得
るため、グラフト変性する際に供するエポキシ基含有不
飽和化合物は水添ブロック共重合体100重量部あたり
通常0.02〜30重量部の範囲で好適に用いることが
できる。
本発明の構造用接着剤である変性水添ブロック共重合体
は、上記の構造を有する水添ブロック共重合体に上記し
たエポキシ基含有不飽和化合物を有機過酸化物の存在下
または非存在下でグラフト反応して得られる物であり、
その反応は、溶融状態、溶液状態いずれでも実施するこ
とができる。
また、この変性反応で得られる変性水添ブロワ°り共重
合体は、水添ブロック共重合体100重量部あたりo、
 oi〜20重ω部、好ましくは0.05〜10重量部
、更に好ましくは、0.1〜5重量部のエポキシ基含有
不飽和化合物がグラフトしたものであり、変性水添ブロ
ック共重合体の分子量分布/未変性時の水添ブロック共
重合体の分子量分布の比が1.1〜5.0.好ましくは
1.2〜4.0.更に好ましくは1.2〜3,0である
20重量部を超えるグラフト量ではグラフト量を高めた
効果が顕著でなく、かえって変性水添ブロック共重合体
の加工性が悪化したり、ゲル等の好ましくない成分が発
生し接着剤として好ましくない。また0、 011重部
未満のグラフト量では、接着性能が劣り好ましくない。
そして、変性水添ブロック共重合体、未変性水添ブロッ
ク共重合体の分子量分布の比が5.0を超える場合は、
ゲル等の好ましくない成分が発生したり、低分子量成分
が発生し接着強度を低下させるため好ましくなく、また
、この比が1.1未満では接着性能上、有効な変性が望
めず好ましくない。
また、この変性水添ブロック共重合体のグラフト反応に
おいて必要に応じて供することのできる有機過酸化物と
しては、例えばジクミルパーオキサイド、ジーtert
−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパー
オキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert
−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2
,5−ジ(tert−ブチルパーオキシヘキシン−3、
n−ブチル−4゜4−ビス(tert−ブチルパーオキ
シ)バレレート、1.1−ビス(tert−ブチルパー
オキシ)3,3゜5−トリメチルシクロヘキナン等が挙
げられ、これらの中から好適に1種以上を選ぶことがで
きる。
また、これら有機過酸化物の他にラジカル開始剤として
、2,3−ジメチル−2,3,ジフェニルブタン、2,
3−ジエチル−2,3−ジフェニルブタン、2,3−ジ
メチル−2,3−ジ(p−メチルフェニル)ブタン、2
,3−ジメチル−2゜3−ジ(ブロモフェニル)ブタン
等の化合物を用いてグラフト反応を行ってもかまわない
このグラフト反応の際に使用できる上記した有機過酸化
物、ラジカル開始剤は水添ブロック共重合体100重量
部あたり通常0.01〜5重量部の範囲で好適に用いる
ことが出来る。
本発明の接着剤である変性水添ブロック共重合体の製造
方法に関しては、本発明においては特に限定はしないが
、得られた変性水添ブロック共重合体が上述した特徴か
らはずれていたり、ゲル等の好ましくない部分を含んだ
り、その溶融粘度が著しく増大して加工性が悪化したり
する製造方法は好ましくない。好ましい製造方法の一例
としては、例えばベント付き押出機中で150〜350
℃の温度で上記した水添ブロック共重合体、エポキシ基
含有不飽和化合物、有機過酸化物等を溶融混練し、ラジ
カル変性させる方法がある。この際、ゲル等の発生を防
止するため必要に応じて安定剤を添加することができる
。この安定剤としては、公知の酸化防止剤が挙げられ、
フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系
酸化防止剤を単独、もしくは併用する事ができる。この
際、ポリオレフィン系樹脂(オレフィン系エラストマー
)、ポリスチレン系樹脂(スチレン系エラストマー)を
共存させてもかまわない。
かかる変性水添ブロック共重合体中のグラフトしたエポ
キシ基含有不飽和化合物の量は、公知の方法で容易に知
ることが出来、具体的には赤外分光光度計、NMR等の
機器分析や、エポキシ価の滴定分析等を行い知ることが
出来る。
本発明で1qられる接着剤の変性水添ブロック共重合体
は、単独で優れた接着性能を有するが、他の熱可塑性エ
ラストマー(ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ナイ
ロン系、ポリエステル系)、熱可塑性樹脂(ポリオレフ
ィン系、ポリスチレン系、ナイロン系、ポリエステル系
)や公知の構造用接着剤と溶融混合等の方法やトライブ
レンドの状態で使用することも本発明の実施態様の一部
である。
本発明の接着性ポリマーである変性水添ブロック共重合
体が良好な接着性能を発揮する被着材としては、金属、
無機材料、ガラス、木材、不織布、皮革、紙、極性樹脂
、非極性樹脂および公知の構造用接着剤などが挙げられ
る。
この様にして得られる本発明の変性水添ブロック共重合
体は接着剤:特に構造用接着剤として粉末状、ペレット
状、シート状、フィルム状で上記した被着材を用いて、
例えば、2層ボトル成形機、3層インフレーション成形
機などを使用する共押出方法や、予熱した被コーテイン
グ材を押出成形で被覆する押出コーティング方法や、T
ダイフィルム(シート)成形機、インフレーション成形
機等で成形したフィルム(シート)を熱圧着する接着フ
ィルム(シート)法や、パウダー化し金属表面に静電塗
装機、流動浸せき装置を用いてパウダーコーティングす
る方法など、公知の各種方法で接着層を形成することが
出来る。
(発明の効果〕 本発明によって得られる接着剤は特に構造用接着剤とし
て有用であって、耐熱性、耐候性、機械的特性に優れた
水添ブロック共重合体をベースとし、更に官能基として
のエポキシ基を導入しであるため、加熱反応により各種
被着材料への接着性を高度に付与できるもので有り、各
種金属、無機材料、紙、木材、他の熱可塑性エラストマ
ー、熱可塑性樹脂等の被着材に、溶融下で強固に接着す
るため、接着強度、耐熱性、耐候性に優れた構造用接着
剤を与える。具体的な用途例として、積層物接着剤、ラ
ミネート材用接着剤、クロムメツキ鋼板の製缶用接着剤
などに使用することが出来る。
〔実施例〕
以下に実施例を示すが、これは本発明をより具体的に説
明するものであって、本発明を限定するものではない。
く参考例1〉 水素添加されたポリブタジェン−ポリスチレン−水素添
加されたポリブタジェン−ポリスチレンの構造を有し、
結合スチレン量35%、数平均分子量47.000、分
子回分布1.03 、水添前のポリブタジェン部の1,
2−ビニル結合量が36%、水添率99%の水添ブロッ
ク共重合体(1)100重旧部、グリシジルメタクリレ
ート1.5fflffi部、2.5−ジメチル−2,5
−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン2.0重
量部をヘンシェルミキサーで混合し、190℃に設定し
た45#1l11径のベント付き二軸押出機で真空ポン
プを用いて強制ベント(減圧度ニア5011111H1
llゲージ圧)を行いながら変性反応を行った。得られ
た本発明の接着性ポリマーである変性水添ブロック共重
合体(A>をアセトンを用いてソックスレー抽出器で2
0時間リフラックス処理を行いエポキシ価を滴定分析し
たところグリシジルメタクリレートが0.53重量部グ
ラフトしていることが判明した。
また、GPCで(A>、(1)の分子量分布の比を測定
したところ1.4であった。
く参考例2〉 ポリスチレン−水素添加されたポリブタジェン−ポリス
チレンの構造を有し、結合スチレン@28%、数平均分
子量63.000、分子量分布1.04 、水添前のポ
リブタジェン部の1,2−ビニル結合筒が44%、水添
率99%の水添ブロック共重合体(2)TOO重母部、
グリシジルメタクリレート5.0重量部、2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキ
サン0.6重量部をヘンシェルミキサーで混合し、23
0℃に設定した45st径のベント付き二軸押出機で真
空ポンプを用いて強制ベント(減圧度: 750mm1
gゲージ圧)を行いながら変性反応を行った。得られた
本発明の接着性ポリマーである変性水添ブロック共重合
体(B)をアセトンを用いてソックスレー抽出器で20
時間リフラックス処理を行いエポキシ価を滴定分析した
ところグリシジルメタクリレートが2.8重量部グラフ
トしていることが判明した。また、GPCで(B)、(
2)の分子聞分布の比を測定したところ2.7であった
く参考例3〉 水素添加されたポリブタジェン−ポリスチレン−水素添
加されたポリブタジェン−ポリスチレンの構造を有し、
結合スチレン180%、数平均分子量59.000.分
子量分布1.03 、水添前のポリブタジェン部の1,
2−ビニル結合量が45%、水添率99%の水添ブロッ
ク共重合体(3)  100重量部、グリシジルメタク
リレート2.5重量部、ジーtert−ブチルパーオキ
サイド0.3重量部をヘンシェルミキサーで混合し、2
00℃に設定した45.径のベント付き二軸押出機で真
空ポンプを用いて強制ベント(減圧度: 750mmH
aゲージ圧)を行いながら変性反応を行った。得られた
本発明の接着性ポリマーである変性水添ブロック共重合
体(C)をアセトンを用いてソックスレー抽出器で20
時間リフラックス処理を行いエポキシ価を滴定分析した
ところグリシジルメタクリレートが1.44 fflf
fl部グラフトしていることが判明した。また、GPC
で(C)、(3)の分子聞分布の比を測定したところ2
.0であった。
く参考例4〉 ポリスチレン−水素添加されたポリブタジェン−ポリス
チレンの構造を有し、結合スチレンff130%、数平
均分子量73.000、分子量分布1.04、水添前の
ポリブタジェン部の1.2−ビニル結合量が44%、水
添率99%の水添ブロック共重合体を70重量%、ポリ
スチレン−水素添加されたポリブタジェンの構造を有し
、結合スチレンfi130%、数平均分子ff141,
000、分子聞分布1.03、水添前のポリブタジェン
部の1,2−ビニル結合量が44%、水添率99%の水
添ブロック共重合体を30mff1%含有する水添ブロ
ック共重合体(4)  1001ffi部、グリシジル
メタクリレートio、o重量部、ジーtert−ブチル
パーオキサイド0.6重量部をヘンシェルミキサーで混
合し、200℃に設定した45.径のベント付き二軸押
出機で真空ポンプを用いて強制ベント(減圧度: 75
0mmHOゲージ圧)を行いながら変性反応を行った。
得られた本発明の接着性ポリマーである変性水添ブロッ
ク共重合体(D>をアセトンを用いてソックスレー抽出
器で20時間リフラックス処理を行いエポキシ価を滴定
分析したところグリシジルメタクリレートが6.7重囲
部グラフトしていることが判明した。また、GPCで(
D>、(4)の分子量分布の比を測定したところ2.2
であった。
叉塵叢ユ 外層がナイロン6(厚み50μ)、中間層が参考例1で
合成した接着性ポリマー(1)(厚み50μ)、内層が
ポリプロピレン(厚み350μ)から成る3層ブロー容
器(450m1円筒形、ブロー比2.5)を温度180
〜230℃で形成した。1qられた成形品を切り出して
その接着性能としてT剥離接着強度(引張速度: 50
m/m1n)を23°Cで測定したところ、−3,6(
Kff/25m>であった。
ンtJ ]2〜8、比較例1〜6 表1に示す各種被着材および接着ポリマーを用いて所定
の条件で積層物を作り、その接着性能を測定し、結果を
表1に載せた。
この結果より、本発明の変性水添ブロック共重合体から
成る接着剤は、接着強度が著しく優れ、一部被着体の層
間破壊が認められた。
一方、未変性の水添ブロック共重合体を接着剤として用
いた場合は接着強度が低く、実用上、接着剤として好ま
しくないことが判明した。
実施例9〜12 接着剤ポリマーとして参考例1〜4で合成したポリマー
を用い、被着体として厚み0.3調、2rrmのアルミ
ニウムを用いてアルミニウム(0,3rM4)/接着剤
ポリマー/アルミニウム(2m)の積層品を温度200
℃、圧力2oKs/crA、時間10分の接着条件で成
形した。なお、接着剤ポリマーの厚みは100μであっ
た。この積層品を用いて耐熱接着性試験を測定温度60
℃で行った。その結果を表2に載せた。
この結果より、本発明の接着性ポリマーは構造用接着剤
として耐熱接着性能を有することが明かとなった。
(以下余白)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、少なくとも2個のビニル芳香族化合物を主体とする
    重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役ジエン化合
    物を主体とする重合体ブロックBとから成るブロック共
    重合体を水素添加し、該共重合体中の共役ジエン化合物
    に基づく脂肪族二重結合の少なくとも80%を水素添加
    して得られる水添ブロック共重合体100重量部に、エ
    ポキシ基含有不飽和化合物を0.01〜20重量部グラ
    フトして得られる接着剤。
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