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勞安所研究報告 勞安所研究報告 (FRP) IOSH102-A308 102年度研究計畫 IOSH102-A308 玻璃纖維強化塑膠(FRP)製品製造作業 勞工有害物暴露評估研究 Exposure Assessment of Hazardous Substances in the Fiberglass Reinforced Plastics Industry GPN:1010300675 定價:新台幣150

玻璃纖維強化塑膠(FRP)製品製造作業 勞工有害物暴露評估研究 ±告區/760_IOSH102-A308... · 勞安所研究報告 玻璃纖維強化塑膠 (frp) 製品製造作業勞工有害物暴露評估研究

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  • 勞安所研究報告勞安所研究報告

    玻璃纖維強化塑膠(

    FRP)

    製品製造作業勞工有害物暴露評估研究

    IOSH102-A308

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所

    102年度研究計畫 IOSH102-A308

    玻璃纖維強化塑膠(FRP)製品製造作業 勞工有害物暴露評估研究

    Exposure Assessment of Hazardous Substances in the Fiberglass Reinforced Plastics Industry

    GPN:1010300675定價:新台幣150元

  • IOSH102-A308

    玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠(FRP)製品製造作業製品製造作業製品製造作業製品製造作業

    勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究

    Exposure Assessment of Hazardous

    Substances in the Fiberglass Reinforced

    Plastics Industry

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所

  • IOSH102-A308

    玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠(FRP)製品製造作業製品製造作業製品製造作業製品製造作業

    勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究勞工有害物暴露評估研究

    Exposure Assessment of Hazardous

    Substances in the Fiberglass Reinforced

    Plastics Industry

    研究主持人研究主持人研究主持人研究主持人::::張富貴張富貴張富貴張富貴、、、、鄭淑芳鄭淑芳鄭淑芳鄭淑芳

    計畫主辦單位計畫主辦單位計畫主辦單位計畫主辦單位::::行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所

    研究期間研究期間研究期間研究期間::::中華民國中華民國中華民國中華民國 102年年年年 4月月月月 30日至日至日至日至 102年年年年 12月月月月 10日日日日

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所勞動部勞動及職業安全衛生研究所

    中華民國中華民國中華民國中華民國 103年年年年 3月月月月

  • i

    摘摘摘摘 要要要要 玻璃纖維強化塑膠(Fiberglass Reinforced Plastics,FRP)為一種將玻璃纖維與不飽

    和聚酯樹脂複合而成的強化塑膠,由於不飽和聚酯樹脂需加入苯乙烯單體進行溶解,

    因此從事 FRP製品製造作業之勞工,工作時可能會暴露苯乙烯,造成呼吸道刺激、中

    樞神經系統毒性等健康問題。國際癌症研究中心已將苯乙烯列入第二級 B 類(group

    2B),為可能之人類致癌物質。另外,FRP製品在研磨切割的過程,亦可能會使勞工暴

    露大量的粉塵,而引起呼吸道方面的疾病。本研究目的為調查整理我國 FRP製品製造

    產業現況資料,並進行 FRP製品製造作業環境空氣中有害物種辨識,以及實施作業環

    境測定。本研究最後於 6 家 FRP 製品製造工廠之 UP 樹脂作業區、研磨作業區,進行

    區域及個人採樣,採樣分析物質包括苯乙烯、丙酮、甲苯、二甲苯等揮發性有機化合

    物、第四種可呼吸性粉塵、第四種總粉塵。

    區域採樣結果顯示 UP 樹脂作業區之苯乙烯、可呼吸性粉塵、總粉塵濃度分別為

    3.75±3.50 ppm (Mean±SD)、0.38±0.16 mg/m3、0.28±0.16 mg/m3;研磨作業區則分別為

    低於檢量下限濃度、12.02±37.24 mg/m3、566.88±1696.93 mg/m3;研磨作業區空氣中的

    可呼吸性粉塵、總粉塵的濃度,各有 1個樣本(分別為 118、5092 mg/m3)超過法規之

    容許濃度(分別為 5、10 mg/m3)。個人採樣結果顯示 UP 樹脂作業區之苯乙烯濃度為

    11.19±25.12 ppm,範圍從 1.00 ppm到 155.45 ppm,有 2個樣本濃度分別為 66.22 、155.45

    ppm,超過法規之容許濃度(50 ppm);研磨作業區之可呼吸性粉塵濃度為 325.98±1331.75

    mg/m3,範圍從 0.04到 6221 mg/m3,有 2個樣本濃度分別為 939、6221 mg/m3,亦超過

    法規標準。此外,無論區域採樣或個人採樣結果,丙酮、甲苯、二甲苯濃度大多低於

    檢量下限濃度。

    本研究的結果顯示,大部分 FRP製品作業勞工,其個人苯乙烯、可呼吸性粉塵暴

    露濃度皆符合法規之容許濃度,分別約有 5% (2/43)及 9% (2/22)的作業勞工,其暴露之

    苯乙烯、可呼吸性粉塵濃度超過標準。建議業者定期對於通風排氣設備之運轉狀況、

    性能進行測試及確認,並使不同作業類型之勞工使用適當個人防護具,以保護勞工的

    健康安全。

    關鍵詞:玻璃纖維強化塑膠、苯乙烯、可呼吸性粉塵、總粉塵

  • ii

    Abstract

    Fiberglass reinforced plastic (FRP) consists mainly of a composite of fiberglass and unsaturated

    polyester (UP) resin. The evaporation of styrene from UP resin into the work environment

    during the processing of FRP can result in significant exposures to styrene, the critical

    adverse effects of which are irritation and impact on the central and peripheral nervous

    systems. Styrene has also been classified by IARC as a possible carcinogen in humans

    (group 2B). In addition, FRP workers may be exposed to high concentrations of dust during

    grinding operations. The purpose of this study was to investigate the status of development

    of the FRP industry and identify the kinds of hazardous substances involved in the

    manufacturing processes of FRP products. Five representative factories in the FRP industry

    in Taiwan were selected for the assessment of environmental monitoring and personal

    exposure of FRP workers. The sampled materials were sytrene, respirable dust, and total

    dust.

    The results of environmental monitoring showed that the concentrations of sytrene,

    respirable dust, and total dust were 3.75±3.50 (mean±SD) ppm, 0.38±0.16 mg/m3,

    and

    0.28±0.16 mg/m3, respectively, in UP resin operations. In grinding processes, the

    concentrations of respirable dust and total dust were non-detectable (N.D.), at 12.02±37.24

    mg/m3 and 566.88±1696.93 mg/m

    3. One respirable dust sample (118 mg/m

    3) and one total

    dust sample (5092 mg/m3) exceeded the permissible exposure limits of 5 mg/m

    3 and 10

    mg/m3, respectively. Personal exposure sampling in UP resin operations showed that

    concentrations of sytrene were 11.19±25.12 ppm, with a range of 1.00 ppm to 155.45 ppm.

    Two styrene samples exceeded the permissible exposure limit of 50 ppm. Sampling of

    personal exposure in grinding processes revealed that concentrations of respirable dust were

    325.98±1331.75 mg/m3, with a range of 0.04 mg/m

    3 to 6221 mg/m

    3. Two respirable dust

    samples exceeded the permissible exposure limit.

    Most of the styrene concentrations revealed in this study were lower than the

    permissible exposure limit. However, 5% (2/43) and 9% (2/22) of the concentrations of

    styrene and respirable dust samples, respectively, were higher than the permissible exposure

    limits. The results of these measurements will be used to establish exposure profiles of FRP

    workers and build a reference database to serve as as a basis for initiating an appropriate

    implementation strategy and for further protection of the health of FRP workers.

    Key Words: Fiberglass Reinforced Plastics, Styrene, Respirable Dust, Total Dust

  • iii

    目錄目錄目錄目錄

    摘 要 ....................................................................................................................................... i

    Abstract .................................................................................................................................... ii

    目錄 ......................................................................................................................................... iii

    圖目錄 ...................................................................................................................................... v

    表目錄 ..................................................................................................................................... vi

    第一章 計畫概述 .................................................................................................................... 1

    第一節 前言 ........................................................................................................................ 1

    第二節 目的 ........................................................................................................................ 2

    第二章 文獻回顧 .................................................................................................................... 3

    第一節 複合材料 ................................................................................................................ 3

    第二節 玻璃纖維強化塑膠 ................................................................................................ 4

    第三節 我國 FRP製品製造產業之發展歷史 ................................................................... 5

    第四節 FRP成型加工法 .................................................................................................... 8

    第五節 國內外 FRP作業環境有害物濃度相關文獻 ....................................................... 9

    第六節 我國 FRP製品製造業之職災案例 ..................................................................... 11

    第七節 FRP製造作業常見原物料之特性、毒性及法規標準 ...................................... 12

    第三章 研究方法 .................................................................................................................. 14

    第一節 採樣策略及研究流程 .......................................................................................... 14

    第二節 以直讀式儀器進行作業環境空氣中苯乙烯濃度測定 ...................................... 14

    第三節 作業環境空氣中有害物種辨識(SPME-GC/MS).......................................... 14

    第四節 作業環境測定項目之規劃 .................................................................................. 15

    第五節 作業環境空氣中有害物之採樣分析方法 .......................................................... 16

    第六節 資料處理 .............................................................................................................. 19

    第四章 結果 .......................................................................................................................... 20

    第一節 我國 FRP製品製造作業廠商家數及分布 ......................................................... 20

    第二節 我國近 5年 FRP相關製品及原料之產量與產值 ............................................. 20

  • iv

    第三節 FRP製品製造業者之勞工安全衛生項目資料 .................................................. 22

    第四節 作業環境空氣中有害物種辨識結果(SPME-GC/MS) ....................................... 31

    第五節 作業環境空氣中有害物種辨識結果(ATD-GC/MS) ......................................... 42

    第六節 FRP製品製造作業環境空氣中有害物濃度(區域採樣) .............................. 46

    第七節 FRP製品製造作業勞工個人有害物暴露濃度(個人採樣) .......................... 49

    第五章 討論 .......................................................................................................................... 53

    第一節 FRP製品作業環境空氣中有害物濃度之探討 .................................................. 53

    第二節 我國 FRP製品作業環境中苯乙烯濃度之相關研究 ......................................... 56

    第三節 SPME-GC/MS與 ATD-GC/MS之定性分析結果探討 ..................................... 56

    第四節 玻璃纖維測定必要性之探討 .............................................................................. 58

    第六章 結論與建議 .............................................................................................................. 59

    第一節 結論 ...................................................................................................................... 59

    第二節 建議 ...................................................................................................................... 60

    誌謝 ........................................................................................................................................ 62

    參考文獻 ................................................................................................................................ 63

    附錄一 FRP製品製造作業廠商調查問卷 ........................................................................ 65

    附錄二 市售 SPME纖維種類及用途[19]......................................................................... 66

    附錄三 FRP製品製造作業之廠商名冊 ............................................................................ 67

  • v

    圖目錄圖目錄圖目錄圖目錄

    圖 1 不飽和聚酯樹脂的組成[4] ........................................................................................... 4

    圖 2 冷卻水塔生產流程圖 .................................................................................................... 28

    圖 3 SMC浴缸生產流程圖................................................................................................... 28

    圖 4 揉團成型材料(BMC)生產流程圖 ................................................................................ 29

    圖 5 乾式成型材料(DRY BMC)生產流程圖 ....................................................................... 29

    圖 6 預浸布生產流程圖 ........................................................................................................ 29

    圖 7 遊艇生產流程圖 ............................................................................................................ 30

    圖 8 A廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜.............................. 36

    圖 9 B廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜 .............................. 37

    圖 10 C廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜 ............................ 38

    圖 11 D廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜 ............................ 39

    圖 12 E廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜 ............................ 40

    圖 13 F工廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜 ........................ 41

    圖 14 I廠之工作環境及勞工作業情形................................................................................ 53

    圖 15 甲勞工之工作環境及防護具佩戴情形 ........................................................................ 55

    圖 16 乙勞工之工作環境及防護具佩戴情形 ........................................................................ 55

  • vi

    表目錄表目錄表目錄表目錄

    表 1 高分子基複合材料種類[4] ........................................................................................... 3

    表 2 臺灣複合材料建築製品年度生產量[5] ....................................................................... 7

    表 3 FRP製品製造作業環境空氣中苯乙烯濃度之直讀式儀器測定結果 ........................ 14

    表 4 揮發性有機化合物之 PEL、檢量線範圍 .................................................................... 17

    表 5 我國 2008-2012年 FRP相關製品、原物料之生產量、生產值與銷售量、銷售值 21

    表 6 十家 FRP製品製造業者之運作現況 ........................................................................... 24

    表 7 十家 FRP製品製造業者之運作現況(續) .................................................................... 25

    表 8 十家 FRP製品製造業者之勞工安全衛生危害認知 ................................................... 26

    表 9 十家 FRP製品製造業者之勞工安全衛生危害認知(續) ............................................ 27

    表 10 A廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS) ............................... 31

    表 11 B廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS) ............................... 32

    表 12 C廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS) ............................... 33

    表 13 D廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS) ............................... 34

    表 14 E廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)................................ 34

    表 15 F廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)................................ 35

    表 16 六家(A-F廠)FRP製品作業環境空氣中存在(SPME-GC/MS)且我國有勞工職

    場容許濃度標準之有害物 ................................................................................................ 35

    表 17 A廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS).................................. 42

    表 18 C廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS) .................................. 43

    表 19 F廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS) .................................. 44

    表 20 G廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS).................................. 44

    表 21 H廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS).................................. 44

    表 22 I廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(ATD-GC/MS) ................................... 45

    表 23 六家(A、C、F、G、H、I廠)FRP製品作業環境空氣中存在(ATD-GCMS)且

    我國有勞工職場容許濃度標準之有害物 ........................................................................ 45

    表 24 A、C、F、G、H、I廠作業環境空氣中苯乙烯、第四種可呼吸性粉塵、總粉塵

    之濃度(區域採樣) ........................................................................................................ 48

    表 25 FRP製品作業環境空氣中苯乙烯濃度分布情形(區域採樣) .............................. 49

    表 26 A、C、F、G、H、I廠作業勞工之苯乙烯、第四種可呼吸性粉塵暴露濃度(個

    人採樣) ............................................................................................................................ 51

    表 27 FRP製品作業勞工苯乙烯暴露濃度之分布情形(個人採樣) .............................. 52

  • 1

    第一章第一章第一章第一章 計畫概述計畫概述計畫概述計畫概述

    第一節第一節第一節第一節 前言前言前言前言

    玻璃纖維強化塑膠(Fiberglass Reinforced Plastics,FRP)是一種將玻璃纖維和不飽

    和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester,UP)複合而成的強化塑膠,為目前廣泛使用的複合材

    料之一。由於 FRP具有耐腐蝕、耐熱、抗張力強等特性,因此被應用於船艇、浴缸、

    冷卻水塔、化學桶槽、管道、汽車零件、羽毛球拍、高爾夫球竿、水溝蓋等產品的製

    造,其製品種類高達數萬種,逐漸用來取代鑄鐵等金屬物品。不飽和聚酯樹脂為形成

    FRP 的原物料之一,其化學組成為包含一個可溶解在活性單體的不飽和主鏈,此主鏈

    上含有一個飽和酸、一個不飽和酸和一個或一個以上的二元醇。一般常用的活性單體

    為苯乙烯,其組成比例約佔不飽和聚酯樹脂的 35%,因此從事 FRP製品製造作業之勞

    工,工作時可能會吸入苯乙烯,造成呼吸道刺激、中樞神經系統毒性等健康問題。國

    際癌症研究中心(International Agency for Research on Cancer,IARC) 將苯乙烯列入第二

    級 B類(group 2B),為對人類有可能致癌之化學物質[1]。

    然而,FRP製品的種類及生產方式,可能會影響 FRP製品製造作業勞工有害物之

    暴露濃度。國外 Lemasters 等人(1985)的報告指出 FRP 製品的種類(船艇與卡車的製造

    濃度最高)、製程的種類(開模製程高於合模製程)、工作項目(手工積層濃度較高)、樹脂

    使用的數量、模型的形狀(凹面模型大於凸面模型)、工作場所的大小及通風系統的效能

    等因素,與 FRP 工廠作業環境空氣中的苯乙烯濃度高低有關[2]。我國林等人(2006)曾

    針對國內 FRP遊艇製造作業勞工進行苯乙烯暴露調查,在個人採樣部分,苯乙烯的平

    均濃度則為 28.54 ppm,濃度範圍介於 0.22~160.14 ppm,約有 17.98%的樣本數超過我

    國勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準之容許濃度 50 ppm;在環境採樣部分,苯

    乙烯平均濃度為 14.88 ppm,濃度範圍介於 0.57~ 109.16 ppm,約有 3.74%的樣本數亦

    超過 50 ppm [3]。目前國內有關浴缸、冷卻水塔等其它 FRP製品作業環境空氣中有害

    物之研究不多,因此有必要對此行業進行瞭解,以保障相關勞工的生命安全。本研究

    除了瞭解 FRP製品作業使用之有害物外,亦針對現場勞工有害物暴露情形進行評估,

    建立我國 FRP製品製造業之作業環境測定資料。

  • 2

    第二節第二節第二節第二節 目的目的目的目的

    本研究目的為調查我國 FRP 製品製造產業的發展現況,進行 FRP 製品製造作業

    環境空氣中有害物種之辨識,並實施作業環境測定,而後依據作業環境測定的結果,

    提出 FRP製品製造作業環境評估及管制的建議。以下為本研究之工作項目:

    1. 蒐集及整理國內 FRP製品製造作業家數及分布、產品種類及產量、勞工人數等產

    業現況資料。

    2. 蒐集國內外有關 FRP製品製造業之職業安全衛生相關文獻或職災案例資料,整理

    國內外 FRP製品製造業職業安全衛生作業環境評估結果、勞工安全衛生危害訊息

    或職災案例說明等資料。

    3. 調查整理 10家 FRP製品製造業者之勞工安全衛生項目資料,包括使用原物料、製

    程、產品種類及產量、作業環境測定項目、勞工安全衛生危害認知、作業勞工人

    數等運作現況。

    4. 進行 6家 FRP製品製造作業環境空氣中有害物種辨識,並實施作業環境測定。

    5. 依據作業環境測定的結果,進行 FRP製品製造作業環境評估及提出管制建議。

  • 3

    第二章第二章第二章第二章 文獻回顧文獻回顧文獻回顧文獻回顧

    第一節第一節第一節第一節 複合材料複合材料複合材料複合材料

    複合材料(composite materials)係將兩種或兩種以上不同性質的物質,以不同的加

    工方法,使之結合在一起,產生性能優異且能滿足需求之工程材料。複合材料的優點

    為重量輕、極高之比抗張強度與比彈性係數、設計自由度高,產品多樣化、耐疲勞特

    性好、抗氧化、耐腐蝕、熱膨脹性小。一般而言,複合材料是由補強材料(reinforcement)

    和基材(matrix)組合而成。複合材料如果依照補強材料的幾何形狀,可將其分為纖維狀、

    顆粒狀、積層狀、薄片狀及填充狀的複合材料,目前各類複合材料中,纖維強化塑膠

    是種類最多、用量最大、發展也最快的複合材料,其中玻璃纖維強化塑膠(FRP)約佔

    90%,多達 35,000 種以上。此外,如果依照基材的種類來區分,可分為高分子基複合

    材料、金屬基複合材料、陶瓷基複合材料、碳/碳複合材料。超過 99%的複合材料使用

    高分子為基材,高分子基材包含有熱固性(Thermoset,TS)及熱塑性(Thermoplastic,TP)

    樹脂兩大類,其使用溫度大部分均低於 200℃,如表 1 [4]。到目前為止,各種工業所

    使用複合材料產品以高分子複合材料佔最大宗,原因除了價格便宜、質輕外,最重要

    的是製作方式較其他複合材料簡單。

    表 1 高分子基複合材料種類[4]

    補強纖維 高分子基材

    熱固性 熱塑性

    玻璃纖維 聚酯樹脂 聚丙烯樹脂

    碳纖維 酚醛樹脂 聚乙烯樹脂

    聚醯胺纖維 環氧樹脂 聚醯胺樹脂

    硼纖維 聚醚醚酮樹脂

    鋼、鋁絲 聚醚碸樹脂

    聚乙烯纖維 聚醯胺醯亞胺

  • 4

    第二節第二節第二節第二節 玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠玻璃纖維強化塑膠

    1930年代美國 OCF公司,欲將玻璃纖維實用化,當時雖然有酚樹脂(phenol resin),

    但由於玻璃纖維與酚樹脂需以高壓方式才能形成複合材料的積層板,因此無法實用

    化。1940 年代初期,低壓就可硬化之不飽和聚酯樹脂基材出現,纖維強化塑膠複合材

    料的發展從此開始。FRP 是一種將玻璃纖維和不飽和聚酯樹脂複合形成的強化塑膠。

    玻璃纖維有 A、C、D、E、S等種類,E玻璃纖維的產量約佔全部的 90%,其具有良好

    的耐水性。熱固性不飽和聚酯樹酯包含了一個可溶解在活性單體的不飽和主鏈,其主

    鏈上含有一個飽和酸、一個不飽和酸和一個或一個以上的二元醇。一般常見的活性單

    體為苯乙烯,約佔不飽和聚酯樹脂的 35%,如圖 1所示[4]。不飽和聚酯樹脂依照主鏈

    上飽和酸部分的不同,可分為鄰位和間位樹脂。鄰苯二甲酸樹脂以鄰苯二甲酸當作主

    鏈上的飽和酸部分,為最普遍且便宜的不飽和聚酯樹脂,在美國約佔樹脂用量的 80%,

    其最大的市場乃使用在觸摸模造法(contact pressure molding)。間苯二甲酸樹脂乃以間苯

    二甲酸當作主鏈上的飽和酸部分,其價格比鄰苯二甲酸高 5-10%,並且約佔所有不飽

    和聚酯樹脂的 15%,間位不飽和聚酯樹脂大部分用於合模加工法(如 matched-die

    molding),為抗腐蝕用途和膠殼用。

    65% 不飽和聚酯樹脂之主幹

    35% 反應性溶劑

    苯乙烯單體

    圖 1 不飽和聚酯樹脂的組成[4]

    此外,在強化塑膠的領域,通常會利用偶合劑(coupling agents)來促進介面的黏

  • 5

    著。偶合劑是一種雙官能基團的化合物,例如矽烷偶合劑、鈦類偶合劑、鉻鍺偶合劑

    以及鋯偶合劑。它能夠與有機樹脂基材起化學結合作用,亦能夠與補強材料起化學結

    合作用,其分子兩端在界面之間可以形成良好的結合。

    第三節第三節第三節第三節 我國我國我國我國 FRP製品製造產業製品製造產業製品製造產業製品製造產業之之之之發展歷史發展歷史發展歷史發展歷史

    全球纖維強化塑膠的發展可追溯自 19世紀。自 1940年代以來,玻璃纖維強化塑

    膠開始進入工業化量產,取代部分金屬製品的用途,應用於船艇製造業、建築工業及

    車輛運輸工具等領域,此乃第一代的複合材料。臺灣複合材料的研究工作始於 60年代,

    運用玻璃纖維強化樹脂於船艇製造,然後在休閒運動用品、產業機械、電子電器等均

    有長足的進步。目前全球市場預估未來 4 年將以年複合成長率 9.2%成長,到 2016 年

    止將達到 640 萬噸(164 億美元)的市場規模。工業技術研究院於 1993 年曾對我國複合

    材料發展狀況進行調查,並分成原物料上游、半成品中游、加工製造下游等 3 方面,

    說明 FRP產業的發展狀況[5]:

    1. 原物料上游

    (1) 過去不飽和聚酯樹脂在臺灣生產的廠商包括永純、長興、國精、英全、長春、

    南亞、大立等,國內產量已供過於求,其使用的樹酯以鄰位佔大多數,約有 85%,

    往後樹脂應朝向高耐熱性、耐鹽基性、耐水解性等特性發展,產量方面以多元

    化、少量生產為目標。以美國而言,每年約生產 20億磅的強化塑膠(1978年),

    其中樹脂約佔 64%(1.3×109磅),由此可知樹脂佔強化塑膠的大部分。在熱固性

    塑膠中,不飽和聚酯樹脂約佔 88%,並且佔所有樹脂的 74%。不飽和聚酯樹脂

    用量大,主要因為它容易加工,具有良好的交聯性質,並且價格低廉。

    (2) 玻璃纖維為最早使用於補強纖維的材料,E 型及 S 型玻璃纖維最常被用於複合

    材料產業,大來、中興電工分別於 1973、1975年建廠生產,年產能約 3,000噸,

    至 1990年有台玻、南亞、OAK等廠商加入。

    2. 半成品中游

    (1) )預浸材料(prepreg)是將強化纖維或其編織物預先浸以樹脂,再經由適當的加溫

  • 6

    處理,使樹脂預浸過之材料進入部分聚合化階段(B-stage),而便於操作及加工之

    材料。此種預浸材料之製作以及成型加工技術已逐漸被臺灣採用,製成印刷電

    路板、釣魚竿、高爾夫球杆、羽球拍、網球拍等產品。

    (2) 預混材料(SMC/BMC)通常是不飽和聚酯樹脂混合數種化學品,在不膠化情況

    下,增加分子量約 1000倍,由於樹脂的增粘使材料處理更容易及有效的一種半

    成品。臺灣過去有久聯、南亞、科隆等廠商生產,年產量已超過 2,000噸,主要

    應用在保險桿等汽車零件、冷氣機水盤、小型冷卻水塔、洗衣機外殼、整體浴

    室及少部分公共場所座椅,據估計市場需求量約近 3,000噸。過去臺灣生產 BMC

    之廠商包括恩良、同榮、臺灣氰胺(目前已解散)、華陽、久寧(停業)等,應用於

    浴室、廚房、辦公室之壁板、檯面及衛浴之小配件,部分小型電氣產品,市場

    需求量約 1,500噸。

    3. 下游製造商

    臺灣下游製造商過去之生產結構以工程用材料、浴缸及建材、FRP船艇為主。

    (1) 我國船艇工業於 1965 年開始引進 FRP 造船技術,加上歐美國家休閒需求的增

    加,促成臺灣遊艇工業早期的蓬勃發展,成為世界遊艇的主要供應國之一。極

    盛時期有 80餘家廠商,但至 1993年只剩 20餘家,遊艇製造數量也銳減。

    (2) 建築用材以浴缸、浪板、冷水塔最多,達 80%以上。我國過去 1978-1990 年複

    合材料建築製品年度生產量如表 2[5]。

    (3) 複合材料在工業及公共工程用材的應用,以防蝕桶槽、管道、各類接管為主。

    FRP管道的應用包括自來水壓力管、化工廠防蝕管及廢水排放管、井管等,FRP

    桶槽之用途包括化工廠、食品廠之各類儲存槽、污水處理槽。根據強化塑膠協

    進會統計,1990年複合材料工業及公共工程用材之產量為 11,600噸,佔複合材

    料總產量的 30.5%。

    (4) 複合材料製品在家電、電機方面的應用,包括洗衣機外殼、冷氣機水盤、燈桿、

    燈具、繼電器、絕緣板等,種類繁多,其中以洗衣機外殼所佔的比例最高,約

    佔 45%。1990年臺灣家電、電機及機械用 FRP製品,產量約 4,500噸,佔複合

    材料產品總量之 11.8%。

  • 7

    表 2 臺灣複合材料建築製品年度生產量[5]

    類別

    年度

    浴缸 (個) 浪板(104片) 冷水塔(噸)

    1978 187,000 82 756

    1979 233,000 86 872

    1980 290,000 108 1,074

    1981 248,000 107 1,078

    1982 227,000 118 1,070

    1983 225,000 115 1,082

    1984 220,000 120 1,058

    1985 220,000 130 1,013

    1986 230,000 128 1,115

    1987 310,000 130 1,635

    1988 350,000 150 1,792

    1989 360,000 160 1,836

    1990 355,000 140 1,911

    (5) 臺灣在 1979 年左右首次出現以 FRP 為車體的垃圾車,接著中小型巴士也逐漸

    跟著採用,1982 年開始生產以 FRP 為車體的大型遊覽車及公共汽車。1990 年

    臺灣複合材料製品總產量為 38,050噸,其中車輛及運輸工具用 FRP製品有 850

  • 8

    噸,僅佔 2.2%。

    (6) 臺灣地區複合材料在體育用品之發展,自 1978 年光男公司首先自美國引進技

    術,採內壓法製造網球拍,逐漸帶動複合材料在體育用品之應用與發展,陸續

    又開發出碳纖維、玻璃纖維製作羽球拍、撞球桿、釣魚竿、高爾夫球桿等技術。

    根據 1990年度體育用品業之年產值為 430.6億台幣,其中網球拍、羽球拍及高

    爾夫球用品之產值佔了 48%,約為 260 億台幣,臺灣體育用品外銷依存度高達

    90%,僅 10%供應臺灣市場。

    工業技術研究院於 1993年的調查報告亦指出,臺灣複合材料產業結構為以中小企

    業居多,資本額低於 1000萬元,員工人數少於 100人者佔 80%。此外,產業呈現兩極

    化的現象,大企業之資本額多高於 5 億元,而小廠商則多為家庭式,資本額低於 100

    萬元,兩者的技術層次及其產值、產量差異頗大。由於競爭激烈,小廠紛紛改組甚至

    倒閉,顯示 FRP產業正朝向資本密集的方向發展[5]。

    第四節第四節第四節第四節 FRP成型加工法成型加工法成型加工法成型加工法

    FRP 依製程的不同,可分為開模式(open-mold)和合模式(closed-mold)兩大類製

    程。開模式製程包括手積層製造(hand lay-up)、噴塗製造(spray-up)、真空袋製造

    (vacuum-bag molding)、壓力袋製造(pressure-bag molding)、壓力釜製造(autoclave)、纖

    維連續捲取式製造法(filament winding)、連續性拉出牽引製造(continuous pultrusion);

    合模式製程包括整合(匹配)式模具製造(matched-die molding)、反應射出成型製造

    (Reactive Injection Molding,RIM)、連續式積層製造(continuous laminatinting)。浴缸、

    水槽、船殼、汽車零件等民生用品,絕大多數皆用手積層法來製作,原因係操作簡單、

    成本低廉,但產品品質較不易掌握,硬化時間亦較長,且得花費較多時間去整修其外

    形,在不講求尺寸精準及負載時,手積層法為較簡易之成型方式。然而目前在外表講

    求美觀、尺寸容差精準下,傳統的手積層法已不敷所需,因此發展出拉擠成型、擠出

    成型、射出成型及樹脂轉注成型等方法,可以應付大量生產和中大型複合材料物件之

    製造等情況。

  • 9

    第五節第五節第五節第五節 國內外國內外國內外國內外 FRP作業環境有害物濃度相關文獻作業環境有害物濃度相關文獻作業環境有害物濃度相關文獻作業環境有害物濃度相關文獻

    國外 Pfaffli 等人(1993)的研究指出進行 FRP 積層作業時,苯乙烯的平均濃度從

    23~171 ppm [6]。Lemasters等人(1985)的報告提出 FRP產品的種類(船艇與卡車的製造

    濃度最高)、製程的種類(開模製程高於合模製程)、工作項目(手工積層濃度較高)、樹脂

    使用的數量、模型的形狀(凹面模型大於凸面模型)、工作場所的大小及通風系統的效能

    等因素與 FRP 工廠作業環境空氣中的苯乙烯濃度高低有關[2]。Van Rooij 等人(2008)

    針對歐洲 FRP 製造工廠 1966-2002 年之作業勞工苯乙烯個人暴露濃度進行整理分析,

    收集的國家包括英國、德國、挪威、丹麥、芬蘭等國,此研究共收集 22,718筆個人(從

    事開模製程的作業勞工)苯乙烯暴露資料,算出 213筆算術平均濃度,結果顯示從 1970

    年至 1980年早期,苯乙烯的平均濃度最高可達 150 ppm。在 1990年後,苯乙烯的平均

    濃度下降為 12-15 ppm;此研究亦收集 568筆個人(從事合模製程的作業勞工)暴露資

    料,算出 19筆算術平均濃度,結果顯示合模製程的作業勞工,其苯乙烯暴露濃度低於

    開模製程作業勞工,1990年後,苯乙烯的平均濃度為 2-21 ppm[7]。Delia(2013)在玻璃

    纖維強化塑膠製品廠苯乙烯暴露勞工之基因毒性及氧化影響評估研究中,對 17名受苯

    乙烯暴露的勞工進行個人空氣採樣,測得苯乙烯平均濃度為 26 mg/m3(換算後 6 ppm),

    其中在壓縮成型過程(compression moulding)中測得苯乙烯濃度達 104 mg/m3(換算後 24

    ppm)[8]。

    我國林等人(2006)曾針對國內遊艇製造作業勞工進行苯乙烯暴露調查,在個人採

    樣部分,苯乙烯的平均濃度則為28.54 ppm,濃度範圍介於0.22~160.14 ppm,約有17.98%

    的樣本數超過我國有害物容許濃度標準(50 ppm);在環境採樣部分,苯乙烯平均濃度為

    14.88 ppm,濃度範圍介於 0.57~109.16 ppm,單日樣本中有 10.20%的樣本數超過法規

    值[3]。王等人(2012)利用不銹鋼採樣筒收集遊艇製造作業環境空氣中的揮發性有機化

    合物,並以氣相層析質譜儀進行定性及定量分析,結果顯示丙酮及苯乙烯的濃度遠高

    於其他有害物質,為遊艇製造作業勞工暴露的主要揮發性有機化合物[9]。

    國外 Penpatra 等人(2009)以橫斷式研究探討玻璃纖維生產工人的呼吸道和皮膚健

    康問題,評估作業勞工暴露玻璃纖維對於哮喘和肺部功能的影響[10]。研究對象包括

    102名玻璃纖維廠現場作業勞工和 76名行政人員,進行問卷調查、肺功能測試以及收

    集作業環境空氣中可呼吸性粉塵濃度之資料。結果顯示暴露玻璃纖維的勞工,其咳嗽

  • 10

    (adjOR=2.04)、喘息(wheezing)(adjOR=2.20)、喘促(breathlessness)(adjOR=4.46)、鼻子症

    狀(adjOR=2.13)和皮膚症狀(adjOR=3.89)、曾被醫師診斷有氣喘(adjOR=3.51)的風險有顯

    著增加。Keiko等人(2002)針對日本 FRP作業勞工之皮膚健康問題進行探討,研究對象

    來自日本九州 11家中小型玻璃纖維強化塑膠廠,共有 148名勞工被診斷出皮膚有有問

    題。這些勞工暴露於不飽和聚酯樹脂(如苯乙烯)、輔助劑(如環烷酸鈷)、硬化劑(如過氧

    化丁酮 methylethyl ketone peroxide)、玻璃纖維及粉塵(如短玻璃纖維和塑料顆粒),有

    87 (58.8%)位工人在開始從事玻璃纖維強化塑膠工作後,就出現皮膚搔癢或皮膚炎等皮

    膚症狀,有 25名工人曾因皮膚問題去看診,而有 1名工人因嚴重的皮膚炎而被迫請病

    假[11]。Cullinan 等人(2013)針對 6 例嚴重支氣管炎男性患者進行探討,分別來自 5 個

    不同的工作場所,其中 5位是英國玻璃纖維船艇製造廠工人、1位是臺灣冷卻水塔製造

    廠工人,其中 5 位不吸菸,平均年齡 34 歲(介於 25-51 歲間),皆沒有呼吸系統方面疾

    病史,這些患者在工作中都會接觸到不飽和聚酯(苯乙烯)、促進劑(2患者已知是過氧化

    丁酮和鄰苯二甲酸二甲酯 dimethyl phthalate),或在某些情況下會使用到其他的化學物

    質,例如 acetone、butyl acetate、butanone、N、N-diethylaniline、diethylene glycol、isophorone

    diisocyanate,其中 5 例都有明顯呼吸困難伴隨著咳嗽的症狀,在他們症狀發作前都曾

    在玻璃纖維廠工作約 12 個月左右,使用肺功能量計(spirometry)偵測肺功能異常情況

    後,發現確實有嚴重的呼吸道阻塞問題,經診斷後有 4 例確定為阻塞性支氣管炎

    (Obliterative Bronchiolitis,OB),追蹤後 4位 OB患者中有 2位接受肺臟移植手術、

    1位因呼吸衰竭死亡;其餘仍存活但都有嚴重的呼吸阻塞和呼吸障礙問題。這些工人皆

    從事玻璃纖維積層作業,且症狀都出現在暴露後,是何種物質所造成,還需進一步確

    認[12]。在 FRP 製品硬化成型後,有些製品必須經過研磨加工修整,過程中勞工可能

    因此吸入粉塵,Neghab(2010) 在玻璃纖維廠勞工粉塵暴露作業區(Line unit 和 Tissue

    unit) 在勞工呼吸帶進行空氣採樣採集可呼吸性粉塵,在 Line unit測得之可呼吸性粉塵

    濃度為 44.5 mg/m3,Tissue unit則為 6.27 mg/m3 [13]。

    針對職業性苯乙烯暴露之耳毒性作用亦被研究,在從事遊艇製造廠和塑膠工廠的

    勞工,其作業場所主要暴露的有害物為苯乙烯,對於暴露有機溶劑超過 6 個月的勞工

    進行問卷調查,實驗組為 290 名暴露於苯乙烯的勞工,年齡介於 20-60 歲之間,對照

    組則是 223名白領階級和沒有暴露於有機溶劑的金屬工廠勞工,年齡介於 23~60歲之

  • 11

    間。利用迴歸分析後發現,暴露於苯乙烯之勞工,在校正年齡、性別、過去和目前噪

    音暴露劑量後,聽力損失勝算比(odds ratio,OR)為 3.9;而同時暴露在苯乙烯和噪音之

    下,聽力損失 OR值為 10.9[14]。Johnson(2007)回顧有關苯乙烯暴露與聽力損失之相關

    性研究,自 1988年以來,已有 9個研究結果證實職業苯乙烯暴露和聽力損失的發生是

    有相關性的,其中有 7 個研究顯示苯乙烯的暴露會影響聽覺系統,聽力損失的風險會

    隨著苯乙烯暴露濃度的增加而增加[15]。

    第六節第六節第六節第六節 我國我國我國我國 FRP製品製造業之職災案例製品製造業之職災案例製品製造業之職災案例製品製造業之職災案例

    1. 從事複合材料固化作業時,遭壓縮空氣加壓加熱箱物體飛落側板撞擊致死災害[16]

    本災害發生於 2011年 8月 16日下午 11時 30分許,當日約下午 5時許,由該公

    司經理及其他勞工等 3人協助罹災者將模具放入鋁製密封之加熱箱內,並將上蓋鎖緊

    安裝於複合材料固化熱壓機後,即由罹災者使用熱壓機進行設計研發複合材料之工

    作。罹災者於下午 5時 20分許,先將鋁製密封之加熱箱內之模具抽真空,並啟動空氣

    壓縮機將壓縮空氣灌入鋁製密封之加熱箱內,再啟動熱壓機加熱以進行複合材料固化

    之工作。當日下午 5時 40分許,蔡○○係最後第二位離開公司者,離開前尚有看見罹災

    者仍在巡視廠區及查看報表等工作中。約於當日下午 10 時許,由於廠區保全尚未設

    定(通常由最後離開公司者負責設定),保全公司即通知經理○○是否延後設定,當時經

    理○○因人尚在台南市區,於接獲通知時因感覺有異,隨即趕回公司廠區查看,約當日

    下午 11 時 30 分許返抵後,即發現罹災者受傷仰臥於複合材料固化熱壓機之作業區地

    面上,鋁製密封之加熱箱之東邊側板亦掉落在一旁距離罹災者右腳後方 20-30公分處,

    經理隨即關掉總電源及撥打 119,當救護人員於到達急救後,發現已無生命跡象。

    2. 利用高瓦特燈具照明環氧樹脂塗覆玻璃纖維工程時,溫度可能高達 350℃以上,會

    引起電線燃燒導致火災發生[17]

    2006年 10月 31日,某公司(承攬商)所屬的 3名勞工於新竹某油槽(編號 R-15)

    內進行油槽底板內襯 FRP防蝕塗覆工程發生火災,導致其中 1人背部被火灼傷。根據

    意外發生後的事故現場調查,槽內當時並無任何明火引火源,而槽內僅使用分別為 1000

  • 12

    瓦及 500瓦的照明燈照明,造成 PVC電線燒毀。其現場施作方法似手工積層法(hand-lay

    up)方式,共有 7道施工步驟,作業程序為先將 FRP舖設於槽底面,以雙手舖設 FRP,

    再塗覆塗料(環氧樹脂與硬化劑-聚醯胺之混合塗料),以滾輪刷進行塗覆,塗覆後

    便等待其乾燥硬化。

    3. 玻璃纖維加工作業勞工罹患職業性癌症[18]

    國內王榮德教授指出 1名 59歲男子,從事玻璃纖維加工業約 40年,自 1977年至

    1990年間擔任作業員,主要工作是將碎玻璃加熱熔化抽絲而成玻璃纖維,再上膠成型。

    自 1990年起,他自行開設工廠進行玻璃纖維加工,將整捆玻璃纖維進行裁切後,用於

    汽機車排氣管之消音管以達隔熱效果。患者因咳嗽合併呼吸困難約數週至成大就診,

    經胸部X光檢查發現胸膜有大量積水情形,胸部電腦斷層檢查發現有右側惡性肋膜結

    節,經肋膜切片檢測確診為惡性間皮瘤。患者原本以為過去僅從事玻璃纖維相關工作,

    經職業醫學醫師仔細問診後,才想起 1990年初期曾經有 1至 2年時間,向高雄同業購

    買石綿材料進行裁切加工,使用在機車排氣管墊片,故曾密切暴露及接觸石綿。經與

    個案連繫後,前往工作現場訪視,發現工廠中尚留存過去所使用的石綿材料。經化驗

    後確定個案當時所使用的石綿材料為白石綿,罹癌疑與石綿暴露有關。

    第七節第七節第七節第七節 FRP製造作業常見原物料之製造作業常見原物料之製造作業常見原物料之製造作業常見原物料之特性特性特性特性、、、、毒性及法規標準毒性及法規標準毒性及法規標準毒性及法規標準

    1. 不飽和聚酯樹脂

    根據不飽和聚酯樹脂製造商提供之物質安全資料表,不飽和聚酯樹脂之組成份為

    約 65%的聚合體和 35%的苯乙烯。聚合體為穩定物質,不會對人體造成危害,而苯乙

    烯為無色至淡黃色的油狀液體,低濃度有甜香味,高濃度則有刺鼻味,沸點為 145.2℃,

    比重 0.906(水=1),幾乎不溶於水。苯乙烯的聚合物和共聚合物常用來製造聚苯乙烯

    樹脂、苯乙烯丁二烯橡膠和強化塑膠等產品。在急毒性方面,對實驗動物皮膚具有中

    等至嚴重的刺激,會使皮膚脫脂並會由皮膚吸收,且長期接觸可能引發皮膚炎。吸入

    苯乙烯以刺激呼吸道最為常見,高濃度下會抑制中樞神經系統,引起昏睡、頭痛、精

    神混亂、協調感喪失及意識不清。若濺撒到眼睛,會引起中等至嚴重的刺激,但在 48

    小時內可復原。苯乙烯之半致死劑量為 5,000 mg/kg(大鼠,吞食),半致死濃度為 5,640

  • 13

    ppm/4H(大鼠,吸入)。在慢毒性或長期毒性方面,可能影響肝、腎、血液系統,會造

    成皮膚炎,引起皮膚紅、癢及乾燥,可能影響聽力、平衡、顏色辨識、神經傳導及精

    神狀態,亦可能會造成白血病及淋巴癌等致癌的危險。IARC 已將苯乙烯列為 Group

    2B,為可能人類致癌物。我國規定苯乙烯之八小時日時量平均容許濃度為 50 ppm,短

    時間時量平均容許濃度為 75 ppm。ACGIH(2001)則建議苯乙烯八小時日時量平均容許

    濃度為 20 ppm,短時間時量平均容許濃度為 40 ppm。在個人防護設備方面,若使用 8 小

    時以上,建議用 4H或 Barricade(商品名)之防滲手套;使用 4 小時以上,則可用聚乙烯

    醇、鐵氟龍、氟化彈性體等材質之手套進行手部防護。另外,可穿戴化學安全護目鏡

    或面罩、連身式防護衣、工作鞋,防護眼睛、皮膚、身體之暴露。

    2. 過氧化丁酮

    過氧化丁酮(Methyl Ethyl Ketone Peroxide,MEKPO)為無色有特殊氣味的液體,沸

    點為 118℃,比重 1.12@15℃(水=1),可溶於水,用途為製造丙烯樹脂、玻璃纖維強

    化塑膠之硬化劑。在急毒性方面,若皮膚接觸會引起紅腫、痛、起水泡,吸入霧滴或

    蒸氣,則引起鼻子刺激、喉嚨痛、咳嗽、呼吸急促、呼吸困難,嚴重情況則會引起肺

    水腫。食入則會燒傷嘴唇、舌頭、口腔、喉嚨、食道、胃及肚子疼痛、嘔吐、腹瀉,

    肝臟、腎臟可能受損,嚴重情況可能致死。眼睛接觸會造成刺激、紅痛、視線模糊、

    失明或永久傷害。過氧化丁酮之半致死劑量為 484 mg/kg(大鼠,吞食 60%過氧化丁酮

    +40%苯二甲酸二甲酯),半致死濃度為 200 ppm/4H(大鼠,吸入 60%過氧化丁酮+40%

    苯二甲酸二甲酯)。在慢毒性或長期毒性方面,皮膚接觸會引起紅腫、癢、皮膚硬化。

    我國規定過氧化丁酮之最高容許濃度為 0.2 ppm,表示不得使一般勞工有任何時間超過

    此濃度之暴露。ACGIH(2001)亦建議過氧化丁酮之最高容許濃度為 0.2 ppm。在個人防

    護設備方面,使用過氧化丁酮須穿戴丁基橡膠、氯丁橡膠或氟化彈性體等防滲手套,

    以及化學安全護目鏡或面罩、連身式防護衣、工作鞋。工作後儘速脫掉污染之衣物,

    洗淨後才可再穿戴或丟棄。工作場所嚴禁抽菸或飲食。處理此物後,須徹底洗手,並

    維持作業場所清潔。

  • 14

    第三章第三章第三章第三章 研究方法研究方法研究方法研究方法

    第一節第一節第一節第一節 採樣策略及研究流程採樣策略及研究流程採樣策略及研究流程採樣策略及研究流程

    為瞭解 FRP製品製造作業環境中可能存在的危害因子,本研究在實施作業環境測

    定計畫前,事先拜訪 10家 FRP製品製造作業廠商(A廠~J廠),調查每家廠商使用之原

    物料種類及用量、製造方法、產品種類及產量、作業勞工人數、過去實施之作業環境

    測定項目等資料,問卷設計如附錄一。此外,由工廠之安全衛生管理人員、作業主管

    陪同,進行現場巡視,觀察勞工作業環境、產品製造流程及方式、勞工實際作業情形。

    另以空氣採樣袋捕集現場空氣,帶回實驗室,進行空氣中有害物種之辨識。最後根據

    廠商提供原物料種類等相關資料,與實驗室定性分析結果,整理推估 FRP製品製造作

    業環境空氣中可能存在的有害物質,並挑選 6 家作業勞工人數較多或產量較大的 FRP

    製品製造廠商,進行作業環境測定。

    第二節第二節第二節第二節 以直讀式儀器進行作業環境空氣中苯乙烯以直讀式儀器進行作業環境空氣中苯乙烯以直讀式儀器進行作業環境空氣中苯乙烯以直讀式儀器進行作業環境空氣中苯乙烯濃度濃度濃度濃度測定測定測定測定

    過去國內、外文獻指出,苯乙烯為 FRP製品製造作業環境中主要存在的揮發性有

    機化合物,因此本研究團隊於現場巡視時,以 GASTEC GV-100 檢知器,搭配苯乙烯

    檢知管,測定作業環境空氣中的苯乙烯濃度,初步了解每家廠商作業環境空氣中苯乙

    烯濃度,計測定 6家,其濃度介於 3~7 ppm,如表 3。

    表 3 FRP製品製造作業環境空氣中苯乙烯濃度之直讀式儀器測定結果

    A廠 B廠 C廠 D廠 E廠 F廠

    苯乙烯 (ppm) 7 5 5 6 5 3

    第三節第三節第三節第三節 作業環境空氣中有害物種辨識作業環境空氣中有害物種辨識作業環境空氣中有害物種辨識作業環境空氣中有害物種辨識((((SPME-GC/MS))))

    在 FRP製品的製造過程中,會加入 UP樹脂、硬化劑、促進劑等物質進行反應,

    這些物質所含的有機溶劑成分,可能會蒸發逸散到空氣中。為辨識 FRP製品製造作業

  • 15

    環境存在之揮發性有機化合物,本研究各以 3 公升的空氣採樣袋(tedlar bag)捕集 6 家

    FRP 製品製造工廠作業環境之空氣,然後利用固相微萃取法(Solid Phase Micro

    Extraction,SPME),搭配氣相層析質譜儀(GC/MS),分析辨別現場存在之揮發性有機

    化合物種類。根據思必可(SUPELCO)廠商提供之產品特性說明,固相微量萃取纖維使

    用之規格種類為 75 µm Carboxen-PDMS (Polydimethylsiloxane), 此類型纖維可適用於

    多數揮發性有機物之吸附,例如脂肪族碳氫化合物、芳香族碳氫化合物、氣體硫化物、

    醇類等物質,如附錄二[19]。操作方法為將 SPME fiber 以手動方式置於所採集之空氣

    採樣袋中,於室溫下進行吸附,吸附時間為 15分鐘,然後再置於氣相層析質譜儀之注

    射口進行脫附,脫附時間為 15分鐘,注射口溫度設定為 200℃。

    此外,FRP製品在硬化成型後,必須進行研磨切割等修整步驟,作業勞工可能會

    暴露大量的粉塵,因此亦進行作業環境空氣中第四種總粉塵及可呼吸性粉塵之採樣,

    探討 FRP製品作業環境粒狀污染物之污染情形。

    第四節第四節第四節第四節 作業環境測定項目之規劃作業環境測定項目之規劃作業環境測定項目之規劃作業環境測定項目之規劃

    為調查 FRP製品作業環境空氣中有害物濃度,以及作業勞工的暴露情形,本研究

    事先根據每家廠商提供之廠區圖及各作業區勞工人數,規劃實施作業環境區域及個人

    採樣,採樣之有害物質包括揮發性有機化合物、總粉塵及可呼吸性粉塵。揮發性有機

    化合物採樣之種類,則根據前述定性分析的結果進行規劃。不過,為確認採樣當天空

    氣中存在的有害物種,亦進行定性採樣分析。本研究最後實施作業環境測定之廠商為

    A、C、F、G、H、I廠,採樣方式及原則如下:

    1.區域採樣

    將主動式採樣設備置於污染源附近或勞工作業活動頻繁之地點,並儘可能接近勞

    工呼吸帶區域,依測定物質選取適當的採樣介質與採樣流速,原則上採取全程單一樣

    本採樣,採樣時間為 8小時。

    2.個人採樣

    個人採樣實施之方式為由勞工佩戴主動式採樣設備,將採樣介質夾於勞工衣領進

  • 16

    行採樣,並依測定物質選取適當的採樣介質與採樣流速,原則上採取全程單一樣本採

    樣,採樣時間為 8 小時。G 廠則因勞工不願意佩戴主動式採樣設備,作業環境空氣中

    揮發性有機化合物的暴露評估方式,改以 SKC有機蒸氣被動式採樣器進行個人採樣。

    第五節第五節第五節第五節 作業環境空氣中有害物之採樣分析方法作業環境空氣中有害物之採樣分析方法作業環境空氣中有害物之採樣分析方法作業環境空氣中有害物之採樣分析方法

    1.苯乙烯、丙酮、甲苯、二甲苯等揮發性有機化合物

    (1)採樣方法

    參考行政院勞工委員會公告之採樣分析建議方法 CLA1903、OLD1211,進行作業

    環境空氣中苯乙烯、甲苯、二甲苯及丙酮之採樣。使用活性碳管(100 mg/50 mg)做為採

    樣介質,採樣泵流率為 50 mL/min,採樣時間為 8小時。採樣完成後,活性碳管以塑膠

    蓋封管,並以石蠟薄膜(parafilm)加封運送至實驗室。

    (2)樣本前處理

    打開活性碳管塑膠蓋,將斷口切開,使開口與管徑同大,前端之玻璃綿拿出丟棄,

    前段之活性碳倒入 2 mL的玻璃小瓶中。取出分隔之聚甲醯胺甲酯(PU)泡綿,後段之活

    性碳倒入另一個 2 mL的玻璃小瓶。每一玻璃小瓶中,加入二硫化碳脫附劑 1 mL(含有

    0.1%異丙苯,作為內標準品),立即蓋上瓶蓋,以超音波振盪器振盪 30 分後,取 1 µL

    注入 GC/FID進行測定。

    (3)儀器分析條件

    層析管柱為 30m×0.32 mm ID FFAP,注射器溫度為 200℃,偵測器溫度為 250℃,

    管柱溫控設定:40℃停留 20分鐘,然後每分鐘 10℃達 100℃不停留,再以每分鐘 30℃

    達 200℃停留 1分鐘。載流氣體為氮氣,流率為 2 mL/min。

    (4)品質管制

    A.空白測試

    為確定操作過程的品保與品管,且為瞭解試劑溶液之污染情形,避免實驗結果高

    估,需於每次分析前進行空白試劑測試,並將每次所測之樣本數據扣除空白測試之結

    果。此外,於每批次採樣之中亦需準備約 10%採樣樣本數之採樣用介質數量,作為現

  • 17

    場空白測試,評估採樣介質在攜帶或運送過程中可能產生之污染情形,以做為採樣數據

    結果之參考。而經分析後,所有空白樣本測值皆需低於可定量下限。

    B.檢量線與可量化極限

    配製含有 5個濃度範圍之線性檢量線,線性迴歸之相關係數 r值均需大於 0.995,

    且相對預測偏差值(RPD)為 10%以下。

    表 4 揮發性有機化合物之 PEL、檢量線範圍

    項目 PEL(ppm) 檢量線範圍(mg/mL)

    苯乙烯 50 0.04530-2.71800

    甲苯 100 0.08670-5.20200

    丙酮 750 0.07910-4.74600

    二甲苯 100 0.08800-5.28000

    C.脫附效率

    依本所之「作業環境有害物採樣分析參考方法驗證程序」,針對本研究欲進行檢測

    之苯乙烯、甲苯、丙酮、二甲苯等分析項目,分別依其方法所建議之最小採樣體積乘

    以 0.5倍 PEL、1倍 PEL與 2倍 PEL所得之重量,並將此重量添加於採樣介質中來測

    定其回收率,每一濃度均各配製 6 個樣本與 1 個空白介質樣本,其結果扣除空白樣本

    平均值後,所測得之平均回收率均高於 75%,且 3種濃度之分析變異係數(CVa)亦低

    於 7.0%。本研究苯乙烯、甲苯、丙酮、二甲苯測得之脫附效率,分別為 86.85%、99.52%、

    89.5%、98.82%。

    2.總粉塵

    (1)採樣方法

    根據行政院勞工委員會公告之採樣分析建議方法 CLA4002,使用濾紙匣為捕集設

    備,進行作業環境空氣中總粉塵採樣。濾紙匣內裝有直徑 37 mm、孔徑為 5 µm的 PVC

  • 18

    濾紙及纖維素材質支撐墊片,採樣泵流率為 2 L/min,採樣時間為 8小時。採樣完成後,

    將樣本送回實驗室秤重。

    (2)採樣前準備工作

    先將濾紙置於恆溫恆濕箱過夜,再將濾紙以精密微量天平秤重,分別記錄採樣前

    濾紙及空白樣本濾紙秤重的平均值。連續 2次秤重讀值,其差值若小於 0.03 mg,取其

    平均值,否則秤取第 3次重量,以其中較接近的兩次且差值小於 0.03 mg者取平均值。

    秤重後,將濾紙放入濾紙匣中加以蓋緊,用塞子將濾紙匣兩端小孔塞住,以纖維素製

    的收縮帶包緊濾紙匣。每批樣本採樣前需準備樣本數的 10%、至少 2 個以上之空白介

    質做為現場空白樣本。精密微量天平每天使用前需以標準法碼(E2 或同等級)校正,並

    於每次秤重前歸零,且採樣前、後使用相同天平。

    (3)濃度計算

    採樣完成後,將濾紙匣之兩端塞子移去後,置於恆溫恆濕箱過夜,並保持濾紙採

    集面朝上。然後除去濾紙匣之收縮帶,並打開濾紙匣,取出濾紙秤重,記錄採樣後濾

    紙及空白樣本濾紙秤重的平均值。然後以下列公式進行濃度計算:

    式中

    C :空氣中有害物濃度(mg/m3)

    V :採集氣體體積(L)

    W1:採樣前濾紙重量(mg)

    W2:採樣後濾紙(含樣本)重量(mg)

    B1:採樣前現場空白濾紙平均重量(mg)

    B2:採樣後現場空白濾紙平均重量(mg)

    3.可呼吸性粉塵

    參考行政院勞工委員會公告之採樣分析建議方法 CLA4001,使用濾紙匣搭配 SKC

  • 19

    鋁製旋風分粒採樣器進行採樣,濾紙匣內裝有直徑 37 mm、孔徑為 5 µm的 PVC濾紙

    及纖維素材質支撐墊片,採樣流率為 2.5 L/min,採樣完成後,將樣本送回實驗室秤重,

    並以重量法測定濃度。採樣前、後秤重準備工作,以及濃度計算公式如總粉塵所敘述。

    4.未知物定性分析(ATD-GC/MS)

    利用填充 Tenax TA 60/80吸附劑的熱脫附管進行採樣,採樣流率為 50 mL/min,

    採樣時間為 8小時。採樣完成後,以熱脫附方式注入 GC/MS進行定性分析。

    第六節第六節第六節第六節 資料處理資料處理資料處理資料處理

    問卷、定性與定量分析結果以Microsoft Office Excel 2007資料庫建檔。各廠作業

    環境區域採樣和個人採樣分析所得之有害物濃度,換算成標準狀態下(25℃、一大氣

    壓)之結果;並以算術平均數、標準偏差及全距來描述有害物濃度之集中趨勢與離散

    情形。

  • 20

    第四章第四章第四章第四章 結果結果結果結果

    第一節第一節第一節第一節 我國我國我國我國 FRP製品製造作業製品製造作業製品製造作業製品製造作業廠商廠商廠商廠商家數及分布家數及分布家數及分布家數及分布

    為調查我國 FRP製品製造作業廠商之家數及分布,本研究利用經濟部商業司公司

    登記、經濟部統計處工廠名錄查詢功能,以及臺灣區複合材料同業公會之會員名錄,

    扣除已停業廠商後,將目前營運中的 FRP製品製造作業廠商資料整理如附錄三。目前

    國內 FRP製品製造作業廠商約有 144家,其中包括北部地區(臺北、基隆、桃園、新竹、

    苗栗) 55 家、中部地區(臺中、彰化、雲林、嘉義、南投) 16家、南部地區(臺南、高雄、

    屏東) 69家、東部及外島地區(宜蘭、澎湖) 4家。FRP製品的種類廣泛,包含浴缸、馬

    桶、洗臉檯面、廚具、儲水塔、冷卻水塔、耐酸鹼桶槽、養殖桶、平板、浪板、船艇、

    汽車零配件、格柵板、溝蓋、家具等,部分中游廠商則是製作預浸布及成型材料(揉

    團成型材料(Bulk Molding Compound,BMC)、片狀成型材料(Sheet Molding Compound,

    SMC)等)。

    第二節第二節第二節第二節 我國近我國近我國近我國近 5年年年年 FRP相關製品相關製品相關製品相關製品及原料及原料及原料及原料之產量與產值之產量與產值之產量與產值之產量與產值

    根據經濟部統計處工業生產統計資料顯示,我國 2008年到 2012年 FRP相關製品

    (遊艇、強化塑膠製品及非金屬家具)、原物料(玻璃纖維布、不飽和聚酯)之生產

    量、生產值與銷售量、銷售值如表 5所示。

    我國 2008年 20噸以上遊艇的年產量(值)為 253艘,到 2012年則下降為 87艘,產

    量及產值明顯減少,可能與全球經濟不景氣有關;近 5 年來強化塑膠製品的年產量介

    於 8,151,072到 9,561,621千元,其中以 2011年的產量及產值最高,但至 2012年時產

    量與產值比 2011 年減少了約 13%;在其他非金屬家具(以 FRP 為主要材料之玻璃纖

    維製家具等)方面,近 5年的生產量介於 1,479,439千元到 1,796,423千元,2012年較

    2011年成長 8.15%。

    在 FRP 製品生產原物料方面,玻璃纖維布近 5 年的生產量介於 125,279~142,617

    公噸,從 2009年後玻璃纖維布的生產量逐年減少;近 5年不飽和聚酯樹脂的年產量為

    111,587~143,076公噸,2012年較 2011年減少 3.13%。

  • 21

    表 5 我國 2008-2012年 FRP相關製品、原物料之生產量、生產值與銷售量、銷售值

    生產量生產量生產量生產量 f 生產值生產值生產值生產值 f (千元千元千元千元) 銷售量銷售量銷售量銷售量 銷售值銷售值銷售值銷售值(千元千元千元千元) 工業工業工業工業

    產品產品產品產品

    種類種類種類種類

    項目項目項目項目

    年份年份年份年份 年增率(%) 年增率(%) 年增率(%) 年增率(%) 2008年年年年 253 251 10581957 10587729 2009年年年年 171 -32.411g 167 -33.4661 7329625 -30.7346 7345956 -30.6182 2010年年年年 129 -24.5614 130 -22.1556 5182002 -29.3005 5184022 -29.4302 2011年年年年 114 -11.6279 112 -13.8461 5147531 -0.6652 5206830 0.4399 遊艇遊艇遊艇遊艇 (艘艘艘艘)a 2012年年年年 87 -23.6842 87 -22.3214 4391594 -14.6854 4391594 -15.657 2008年年年年 9119790 8625454 9119790 8625454 2009年年年年 8151072 -10.6221 8371334 -2.9461 8151072 -10.6221 8371334 -2.9461 2010年年年年 8662182 6.2704 8945214 6.8552 8662182 6.2704 8945214 6.8552 2011年年年年 9561621 10.3835 9745820 8.9501 9561621 10.3835 9745820 8.9501 強化塑強化塑強化塑強化塑膠製品膠製品膠製品膠製品 (千元千元千元千元)b 2012年年年年 8319583 -12.9898 8411568 -13.6905 8319583 -12.9898 8411568 -13.6905 2008年年年年 1796423 1869122 1796423 1869122 2009年年年年 1479439 -17.6452 1521370 -18.605 1479439 -17.6452 1521370 -18.605 2010年年年年 1573349 6.3476 1586324 4.2694 1573349 6.3476 1586324 4.2694 2011年年年年 1568791 -0.2897 1602031 0.9901 1568791 -0.2897 1602031 0.9901 其他其他其他其他 非金屬非金屬非金屬非金屬家具家具家具家具 (千元千元千元千元) c 2012年年年年 1696590 8.1463 1690573 5.5268 1696590 8.1463 1690573 5.5268 2008年年年年 141690 81783 15499937 9203968 2009年年年年 142617 0.6542 105581 29.0989 13038142 -15.8826 9785893 6.3225 2010年年年年 129940 -8.8888 102504 -2.9143 16094022 23.438 13451154 37.4545 2011年年年年 127139 -2.1556 96752 -5.6114 15213554 -5.4707 12332329 -8.3176 玻璃纖玻璃纖玻璃纖玻璃纖維布維布維布維布 (公噸公噸公噸公噸)d 2012年年年年 125279 -1.4629 93271 -3.5978 14718288 -3.2554 11213745 -9.0703 2008年年年年 143076 142261 8364098 8325501 2009年年年年 113553 -20.6344 113976 -19.8824 5434928 -35.0207 5462611 -34.3869 2010年年年年 119793 5.4952 118878 4.3009 6479154 19.2132 6432707 17.7588 2011年年年年 115194 -3.8391 114343 -3.8148 6863226 5.9278 6810810 5.8778 不飽和不飽和不飽和不飽和聚酯聚酯聚酯聚酯(UP) (公噸公噸公噸公噸)e 2012年年年年 111587 -3.1312 110917 -2.9962 6742123 -1.7645 6705014 -1.5533

  • 22

    a 遊艇(單位:艘)按經濟部工業產品之定義:20 總噸(含)以上具機器動力之遊樂用舟艇。 b 玻璃纖維布(單位:公噸)按經濟部工業產品之定義及範圍:玻璃纖維束一根至數根加撚後所得之紗,織成薄織物或帶子。玻璃通常以 E-玻璃組成,但耐蝕用則為 C-玻璃。纖維直徑依用途有

    3~13µm多種,單位重量有 20g/㎡~100g/㎡,織法則有平織、斜紋、緞紋、交結等多種。依用途而分別施以適當之表面處理劑。一般 FRP用者以 150~300g/㎡平織、矽烷系表面處理為主。範圍:以玻璃纖維紗(絲)所織造之玻璃纖維布。 c 不飽和聚酯(UP) (單位:公噸)按經濟部工業產品之定義及範圍:由不飽和多元酸和飽和多元醇,或飽和多元酸和不飽和多元醇縮合反應,並溶解在重合性單體(如苯乙烯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯、苯二甲酸二丙烯酯等)而成的一種熱固性樹脂,主要用於玻璃纖維強化塑膠(FRP)、塗料、注型、補土、成型材料等領域上。範圍:凡含有不飽和聚酯樹脂,並以其作主要原料而成之材料均屬之,但已形成網狀結構硬化之成型品則不包含在內。 d 強化塑膠製品(單位:千元) 按經濟部工業產品定義之範圍為:塑膠安全帽以外之強化塑膠製品。範圍:強化塑膠所製作之門窗、浴槽、化糞槽、冷卻水塔等。 e 其他非金屬家具及裝設品(單位:千元)按經濟部工業產品定義之範圍為:玻璃纖維強化塑膠(FRP)為主要材料之玻璃纖維製家具等。 f 生產量(值):我國各工廠自行購買原材料從事生產之產品,以及由顧客提供原材料委託加工或裝配為成品等之總計生產量(值)。 g 年增率計算方式 171–253= –82,(–82/253)*100%= –32.411% 資料來源:經濟部統計處,工業生產統計(2008~2012)

    整體看來,2008年到 2012年除了玻璃纖維布的生產值及銷售值有成長外,遊艇、

    強化塑膠製品、非金屬家具與不飽和聚酯的生產量、生產值、銷售量與銷售值,皆呈

    現下滑的現象。

    第三節第三節第三節第三節 FRP製品製造業者之勞工安全衛生項目資料製品製造業者之勞工安全衛生項目資料製品製造業者之勞工安全衛生項目資料製品製造業者之勞工安全衛生項目資料

    本研究共訪視 10 家 FRP 製品製造作業廠商,調查整理每家廠商所使用原物料、

    製程、產品種類及產量、作業環境測定項目、勞工安全衛生危害認知、作業勞工人數

    等運作現況,調查結果整理如表 6到表 9。這 10家廠商主要製造的 FRP製品種類,包

    括冷卻水塔、水箱、浴缸、耐酸鹼桶槽及管件、浪板、平板、遊艇、揉團成型材料及

    預浸布等;主要使用的原物料為不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維,以生產揉團成型材料及

    預浸布、耐酸鹼桶槽及遊艇的用量較大。此外,亦有廠商使用環氧樹脂、玻璃纖維、

  • 23

    碳纖維,來製造火車裝飾板、無人航空載具;FRP 製品的生產作業方式包括手工積層

    法、噴佈法、真空成型法、真空壓力釜法、SMC模壓成型法、繞絲成型法及含浸加工

    法等,其製程如圖 2到圖 7;在作業環境測定項目方面,有 2家未實施作業環境測定,

    其餘 8 家廠商實施之作業環境測定項目,包括丙酮、苯乙烯、甲苯、丁酮等氣狀污染

    物,以及總粉塵、可呼吸性粉塵等粒狀污染物。作業環境測定結果,皆符合我國勞工

    作業環境空氣中有害物容許濃度標準;在作業勞工人數方面,現場作業人員從 10人到

    464人;在現場作業人員工作時間及排班情形方面,只有 1家製造預浸布、成型材料之

    廠商為三班制輪班,其他廠商則為早上 8點上班,下午 5點下班。

    在勞工安全衛生危害認知方面,這 10家工廠皆為開放式空間,作業現場亦設有機

    械通風設備,以增加空氣之流動;現場作業勞工穿戴之呼吸防護具,主要有活性碳、

    棉布口罩,有 2家工廠提供 N95口罩給予勞工佩戴;這 10家工廠之作業勞工,大部分

    時間為穿戴棉布手套進行作業,有 6 家工廠的勞工,在進行調料混合、噴塗等特殊作

    業時,則會穿戴橡膠手套;有 2家從事 FRP冷卻水塔製品之研磨作業場所,現場設有

    水幕式排氣設備,來減少作業時產生之粉塵;有 8家廠商實施安全衛生教育訓練課程;

    在員工健康檢查結果方面,以肝功能指數、腹部超音波發生異常的情形較多。另外,

    部分作業勞工因接觸玻璃纖維,皮膚有刺癢的情形發生。

  • 24

    表 6 十家 FRP 製品製造業者之運作現況

    A 廠廠廠廠 B 廠廠廠廠 C 廠廠廠廠 D 廠廠廠廠 E 廠廠廠廠 所在縣市所在縣市所在縣市所在縣市 高雄市 高雄市 桃園縣 高雄市 高雄市 主要產品主要產品主要產品主要產品及及及及 年產量年產量年產量年產量 水塔:8萬冷凍噸(RT)、水箱:1500 m3 火車裝飾板、無人航空載具、耐酸鹼管件、桶槽、風車 冷卻水塔、耐酸鹼管件、桶槽 浪板、平板 遊艇:7~8艘 主要原料主要原料主要原料主要原料及及及及 年使用量年使用量年使用量年使用量 玻璃纖維:8400公斤 UP樹脂:24公噸 預浸布(環氧樹脂、玻璃纖維):200米 預浸布(環氧樹脂、碳纖維):1000米 玻璃纖維樹脂:5公噸、 UP樹脂:5公噸 玻璃纖維:36公噸 UP樹脂:36公噸 玻璃纖維:120~240公噸 UP樹脂:240~360公噸 玻璃纖維:80公噸 UP樹脂:160公噸 員工人數員工人數員工人數員工人數 50人 現場:30人 (FRP:7人) 行政:20人 51人 現場:40人 行政:11人 250人 現場:120人 (FRP:20~30人) 行政:130人 25人 現場:19人 行政:6人 160人 現場:120人 行政:40人 作測項目作測項目作測項目作測項目及結果及結果及結果及結果 丙酮 (0.768 ppm) 苯乙烯 (0.53 ppm) 丙酮 (1.556 ppm) 苯乙烯 (

  • 25

    表 7 十家 FRP 製品製造業者之運作現況(續)

    F 廠廠廠廠 G 廠廠廠廠 H 廠廠廠廠 I 廠廠廠廠 J 廠廠廠廠 所在縣市所在縣市所在縣市所在縣市 高雄市 高雄市 桃園縣 屏東縣 桃園縣 主要產品主要產品主要產品主要產品及及及及 年產量年產量年產量年產量 預浸布:12萬米~14萬 4000米 BMC成型材料:4200公噸 遊艇:3~5艘 拉 門: 3174個 檯 面: 3749個 浴 缸:11404個 淋浴櫃:6758個 洗衣槽: 290個 桶槽:4000噸 冷卻水塔:720~840台 水箱:600台 主要原料主要原料主要原料主要原料及及及及 年使用量年使用量年使用量年使用量 玻璃纖維:1200公噸 UP樹脂:600噸 碳酸鈣(無機填充物):6000噸 玻璃纖維:16193 公斤 UP積層樹脂:26840公斤 耐酸鹼樹脂:4200公斤 積層樹脂:4840公斤 熟料(浴缸) :264941公斤 玻璃纖維:17萬公斤 UP樹脂:16萬公斤 半成品-水皿:720台 半成品-水箱:600台 員工人數員工人數員工人數員工人數 80人 現場:46人 行政:34人 245人 現場:160人 (FRP:20~30人) 行政:85人 1053人 現場:464人 (FRP:30人) 行政:589人 15人 現場:10人 行政:5人 85人 現場:15人 行政:70人 作測項目作測項目作測項目作測項目及結果及結果及結果及結果 丁酮 (3.8966 ppm) 苯乙烯 (

  • 26

    表 8 十家 FRP 製品製造業者之勞工安全衛生危害認知

    A 廠廠廠廠 B 廠廠廠廠 C 廠廠廠廠 D 廠廠廠廠 E 廠廠廠廠

    通風情形通風情形通風情形通風情形 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間、自然通風、工業電扇 局部排氣局部排氣局部排氣局部排氣 研磨區設有水幕及電扇 無 研磨區設有水幕及電扇 研磨區設有集塵設備 噴漆區設有水幕 防護具提供防護具提供防護具提供防護具提供 有 有 有 有 有 口罩口罩口罩口罩 活性碳、棉紗 活性碳、棉紗 N95、活性碳 N95、活性碳 活性碳、棉紗、防毒面具 手套手套手套手套 手工積層 (棉紗手套)、 噴漆作業 (橡膠手套)

    棉紗手套 手工積層 (棉紗手套)、 調料作業 (橡膠手套)

    棉紗手套 棉紗手套、橡膠手套 防護衣或圍防護衣或圍防護衣或圍防護衣或圍裙裙裙裙 噴漆作業 (防水尼龍布) 無 布圍裙(剪裁玻璃纖維) 無 布圍裙(噴漆) 安全衛生教安全衛生教安全衛生教安全衛生教育訓練育訓練育訓練育訓練課程課程課程課程 有 有 有 無 有

  • 27

    表 9 十家 FRP 製品製造業者之勞工安全衛生危害認知(續)

    F 廠廠廠廠 G 廠廠廠廠 H 廠廠廠廠 I 廠廠廠廠 J 廠廠廠廠

    通風情形通風情形通風情形通風情形 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間、自然通風、工業電扇 開放空間,自然通風、 廠房裝有風扇、工業電扇 開放空間、自然通風, 屋頂有抽風機、工業電扇 開放空間,自然通風、 局部排氣局部排氣局部排氣局部排氣 抽氣設備、集塵設備 噴漆區設有水幕 無 無 無 防護具提供防護具提供防護具提供防護具提供 有 有 有 有 有 口罩口罩口罩口罩 活性碳 活性碳、棉紗、防毒面具 活性碳、棉紗 活性碳、棉紗 活性碳、棉紗 手套手套手套手套 棉紗手套、橡膠手套(攪拌出料) 棉紗手套、橡膠手套、乳膠手套 棉紗手套 棉紗手套、橡膠手套 棉紗手套 防護衣或圍防護衣或圍防護衣或圍防護衣或圍裙裙裙裙 無 無 無 無 安全衛生教安全衛生教安全衛生教安全衛生教育訓練課程育訓練課程育訓練課程育訓練課程 有 有 有 無 有

  • 28

    圖 2 冷卻水塔生產流程圖

    圖 3 SMC浴缸生產流程圖

  • 29

    圖 4 揉團成型材料(BMC)生產流程圖

    圖 5 乾式成型材料(DRY BMC)生產流程圖

    圖 6 預浸布生產流程圖

  • 30

    圖 7 遊艇生產流程圖

    內裝工作段

    上甲板工作段

    下甲板工作段

    下層艙佈管

    積層工作段

    水池測試

    整合工作段

    海試與整修

    交船

    船殼模具整備貨鋼板下料切割

    船殼入廠秤水平

    船內木工進場~木工退場

    望台甲板吊上與下甲板試合

    下甲板與船殼結合固定

    船內細磨(油漆)及機電處理

    下水池~海事準備完成

    海事日~出船準備完成

  • 31

    第四節第四節第四節第四節 作業環境空氣中有害物種辨識結果作業環境空氣中有害物種辨識結果作業環境空氣中有害物種辨識結果作業環境空氣中有害物種辨識結果(SPME-GC/MS)

    本研究於訪視工廠時,以空氣採樣袋捕集現場作業環境空氣,並利用 SPME-GC/MS

    方法,進行空氣中有害物種之辨識。A、B、C、D、E、F等 6家 FRP工廠之作業環境

    空氣中有害物種辨識結果如下:

    A廠生產的 FRP製品為冷卻水塔,將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫的標準圖譜

    進行比對,其中相似度比例(Qual)大於 90之化合物,包括甲苯、鄰-二甲苯、苯乙烯、

    酚、正辛醇、十四烷,如表 10,其中酚為利用 SPME纖維吸附空氣採樣袋所產生之物

    質。A廠質譜圖(如圖 8)滯留時間 7.767分鐘之層析峰,經比對確認後為丙酮;層析

    峰面積最大為苯乙烯,其次為丙酮。

    表 10 A廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    15.420 Toluene 90 91 92

    18.481 o-Xylene 94 91 106

    19.313 Styrene 97 104 78

    21.250 2,2,4,6,6-Pentamethyl-heptane 78 57 56

    23.058 2-Ethylhexanol 83 57 43,70,83

    23.504 Phenol 94 94 66

    23.998 n-Octanol 91 56 41,70,84

    26.797 2-Propyl-1-heptanol 72 43 57,71,85,97

    27.269 Tetradecane 90 57 43,71,85

    28.184 2,3,6-Trimethyldecane 80 43 57,71,85,99

    B廠生產的 FRP製品為化學桶槽,將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫的標準圖譜

    進行比對,其中 Qual 大於 90 之化合物,包括甲苯、4-methyl-octane、間-二甲苯、苯

    乙烯、1,3,5-trimethyl-benzene、酚、十四烷,如表 11。B廠質譜圖(如圖 9)滯留時間

    7.731分鐘之層析峰,經比對確認後為丙酮;層析峰面積最大為苯乙烯,其次為丙酮、

    甲基丙烯酸甲酯 (methyl methacrylate)。

  • 32

    表 11 B廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    13.591 Methyl methacrylate 86 69 41,100

    15.415 Toluene 91 91 92

    16.211 2,4-Dimethylheptane 83 43 85

    17.413 4-Methyl-octane 90 43 57,71,85

    18.476 m-Xylene 94 91 106

    19.308 Styrene 97 104 78

    19.894 Dimethylacetamide 78 87 45,72

    22.005 1,3,5-Trimethyl-benzene 97 105 120

    22.832 Undecane 83 43 57,71,85

    23.505 Phenol 94 94 66

    23.998 n-Octanol 86 56 41,70,84

    27.270 Tetradecane 90 57 43,71,85

    28.179 Tridecane 78 57 43,71,85

    C廠生產的 FRP製品為冷卻水塔,將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫的標準圖譜

    進行比對,其中 Qual 大於 90 之化合物,包括甲苯、乙苯、間-二甲苯、苯乙烯、

    o-ethyltoluene、1,2,3-trimethyl-benzene、1,3,5-trimethyl-benzene、1,2,4-trimethyl-benzene、

    酚,如表 12。C廠質譜圖(如圖 10)滯留時間 7.757分鐘之層析峰,經比對確認後為

    丙酮;層析峰面積最大為苯乙烯,其次為甲苯、丙酮。

    D廠生產的 FRP製品為浪板、平板,將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫的標準圖

    譜進行比對,其中 Qual 大於 90 之化合物,包括甲苯、苯乙烯、二甲基乙醯胺、酚,

    如表 13。D 廠質譜圖滯留時間 7.750 分鐘之層析峰,經比對確認後為丙酮;層析峰面

    積最大為苯乙烯,其次為丙酮,如圖 11。

    E 廠生產的 FRP 製品為遊艇,將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫的標準圖譜進行

    比對,其中 Qual 大於 90 之化合物,包括苯乙烯、octilin、n-nonadecane,如表 14。E

    廠質譜圖滯留時間 7.754分鐘之層析峰,經比對確認後為丙酮;層析峰面積最大為苯乙

    烯,其次為丙酮,如圖 12。

  • 33

    表 12 C廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    15.420 Toluene 95 91 92

    16.216 2,4-Dimethylheptane 83 43 85

    16.673 Butyl acetate 83 43 56

    17.418 4-Methyloctane 86 43 57,71,85

    18.266 Ethylbenzene 95 91 106

    18.409 Nonane 80 43 57,71,85

    18.476 m-Xylene 97 91 106

    19.308 Styrene 97 104 78

    19.899 Dimethylacetamide 80 87 45,72

    20.253 Cyclohexanone 81 55 69,98

    21.024 o-Ethyltoluene 94 105 120

    21.204 1,2,3-Trimethyl-benzene 94 105 120

    22.005 1,3,5-Trimethyl-benzene 97 105 120

    22.914 1,2,4-Trimethyl-benzene 94 105 120

    23.505 Phenol 94 94 66

    23.998 n-Octanol 86 56 41,70,84

    27.270 Tetradecane 83 57 43,71,85

    28.179 Dodecane 78 43 57,71,85

  • 34

    表 13 D廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    7.750 Acetone 78 43 58

    10.586 MEK 86 72 43

    15.412 Toluene 91 91 92

    16.211 2,4-Dimethylheptane 83 43 85

    17.413 4-Methyloctane 83 43 57,71,85

    19.308 Styrene 97 104 78

    19.904 Dimethylacetamide 91 87 45,72

    22.681 3,4-Dimethyl-undecane 83 43 57,71,85

    23.501 Phenol 95 94 66

    23.997 n-Octanol 86 56 41,70,84

    27.265 1-Iodo-tridecane 80 57 43,71,85

    28.176 1-Iodo-dodecane 80 57 43,71,85

    表 14 E廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    7.754 Acetone 80 43 58

    16.206 2, 4-Dimethylheptane 83 43 85,57

    16.690 Butyl acetate 78 43 56

    19.337 Styrene 97 104 78

    22.683 5,7-Dimethyl- undecane 83 43 57,71,85

    23.732 4,7-Dimethyl-undecane 83 43 57,71,85

    24.028 Octilin 91 56 41,70,84

    27.277 n-Nonadecane 90 43 57,71,85

    F廠生產的 FRP製品為揉團成型材料(BMC),將空氣樣本測得之質譜圖與資料庫

    的標準圖譜進行比對,其中 Qual大於 90之化合物,包括 2,4-dimethylheptane、

    isononane、苯乙烯、cycloocatane,如表 15。F廠質譜圖中層析峰面積最大為丁酮,其

  • 35

    次為苯乙烯,如圖 13。

    表 15 F廠作業環境空氣中有害物種比對辨識結果(SPME-GC/MS)

    滯留時間

    (min) 化合物 Qual

    定量離子

    (m/z)

    定性離子

    (m/z)

    10.595 Methyl ethyl ketone 86 72 43

    14.533 2,3,4-Trimethylpentane 83 43 71

    16.211 2,4-Dimethylheptane 90 43 85

    17.411 Isononane 91 43 85,57,71

    19.331 Styrene 97 104 78

    22.688 Nonadecane 86 43 57,71,85

    22.833 3,3-Dimethylundecane 72 43 57,71,85

    24.028 Cycloocatane 91 56 41,70,83,112

    27.277 2,3,7-Trimethyl-decane 72 43 57,71,85

    本研究完成 6家 FRP製品作業環境空氣採樣之有害物種辨識結果,在我國勞工作

    業環境空氣中有害物容許濃度標準中有規範之物質,整理成表 16,主要共同物質包括

    苯乙烯、丙酮、甲苯、二甲苯。

    表 16 六家(A-F廠)FRP製品作業環境空氣中存在(SPME-GC/MS)且我國有勞工職

    場容許濃度標準之有害物

    工廠 製品種類 Qual大於90且具有容許濃度之化合物 層析峰面積較大之化合物

    A 冷卻水塔 甲苯、鄰-二甲苯、苯乙烯、丙酮 苯乙烯、丙酮

    B 化學桶槽 甲苯、間-二甲苯、苯乙烯、丙酮 苯乙烯、丙酮、甲基丙烯

    酸甲酯

    C 冷卻水塔 甲苯、乙苯、間-二甲苯、苯乙烯、丙

    苯乙烯、甲苯、丙酮

    D 浪板、平板 甲苯、苯乙烯、二甲基乙醯胺、丙酮 苯乙烯、丙酮

    E 遊艇 苯乙烯、丙酮 苯乙烯、丙酮

    F 揉團成型材料 苯乙烯 丁酮、苯乙烯

    註:丙酮之層析峰為事後比對確認結果

  • 36

    圖 8 A廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜

    苯乙烯

    丙酮

  • 37

    圖 9 B廠作業環境空氣中有害物種之 SPME-GC/MS定性分析圖譜

    苯乙烯

    丙酮 甲基丙烯酸甲酯

  • 38