Vor diesen unsichtbaren Gefahren schützen ESD-Handschuhe

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Die Arbeitswelt wird automatisierter. Intelligente Maschinen übernehmen immer mehr Tätigkeiten. Sie tauschen untereinander Informationen aus, organisieren sich selbstständig und koordinieren sowohl Abläufe als auch Termine. Gleichzeitig steigt die Anzahl und Bedeutung von elektronischen Bauteilen bei vielen Arbeitsprozessen. Und überall wo mit elektronischen Bauteilen gearbeitet wird, müssen Mensch, Maschinen sowie auch Werkstücke geschützt werden. Ein wichtiger Bestandteil der Persönlichen Schutzausrüstung (PSA) ist in diesem Zusammenhang der ESD-Handschuh, da er einen direkten Kontakt zwischen Mensch und Umwelt bildet. Wir zeigen die gefährlichsten Situationen im Umgang mit elektrischen Ladungen auf und wie moderne ESD-Handschuhe schützen können.

Gefährliche Situationen im Umgang mit elektrischen Ladungen

Einige Beispiele für elektrostatische Aufladungen kennt jeder aus dem Alltag. Der elektrische Schlag, wenn man eine Türklinke anfasst, nachdem man über Teppichboden gelaufen ist. Oder zu Berge stehende Haare nach schwungvollem Rubbeln mit einem Luftballon. So weit so harmlos. Weniger harmlos sind elektrische Ladungen, wenn elektrische Bauteile im Spiel sind. Zum Schutz von Mensch und Bauteil/Baugruppen gibt es deshalb spezielle ESD-Handschuhe (ESD kommt von electrostatic discharge / elektrostatische Entladung), die dort eine kontrollierte Entladung bewirken, wo spannungssensible Arbeiten anfallen.

Für den Menschen wird eine Entladung erst bei 3000 Volt unangenehm spürbar. Es braucht aber lediglich:

  • 100 Volt, um eine Information auf einem magnetischen Datenträger zu löschen,
  • 50 Volt, um einen Funken zu erzeugen, der explosive Gase entzünden kann,
  • 30 Volt, um elektronische Komponenten zu beschädigen,
  • 5 Volt, um sensible Bauelemente, wie Mikrochips oder Leseköpfe von Harddisks, in der Produktion zu beschädigen.

Eine der Hauptgefahren besteht also darin, kleinste Bauelemente durch minimale Entladungen nachhaltig und irreparabel zu beschädigen. Die so entstandenen Beschädigungen können möglicherweise erst nach einer gewissen Zeit oder unter bestimmten Umständen zu Tage treten.

Nur wenig größere Ladungen können bei der Arbeit mit entzündlichen Gasen bereits für einen Funkenschlag und damit für Explosionsgefahr sorgen. 

Neben den spannungsbedingten Gefahren sind auch klassische Montagegefahren wie Schnitte oder Stiche ein Thema. Insbesondere bei der Montage von kleinen (und oftmals sensiblen) Bauteilen sollte ein ESD-Handschuh Schutz vor diesen Gefahren und einer hervorragende Taktilität verbinden.

Die folgenden Symbole kennzeichnen auf der einen Seite ESD-gefährdete Bauteile und Baugruppen (electrostatic sensitive device) und auf der anderen Seite Produkte, die nach DIN EN 1149 vor Entladung schützen (ESD protective product).

ESD Susceptible - Dieses Symbol kennzeichnet elektrisch gefährdete Bauteile und Baugruppen
ESD Protective - Dieses Symbol kennzeichnet Produkte, die vor elektrischer Entladung schützen

So schützen ESD-Handschuhe

Selbst kleinste Entladungen können also bereits Mikrobauteile schädigen. Doch wie funktionieren ESD-Handschuhe? „Antistatisch“ ist bei der Funktionsweise von ESD-Handschuhen das Zauberwort. Es bedeutet, dass die Handschuhe kontinuierlich (bei jedem Kontakt mit einem geerdeten Gegenstand) Ladungen abbauen. Daher ist es aber wichtig, dass nicht nur die Handschuhe elektrostatische Eigenschaften haben, sondern auch Schuhe und Bekleidung, sodass vom Elektronikbauteil über den Handschuh, die Haut, die Kleidung, die Schuhe bis zum ableitfähigen Fußboden eine niederohmig leitende Verbindung besteht, die einen Ladungsaufbau und damit eine plötzliche Entladung verhindert. Erreicht wird diese Eigenschaft bei ESD-Arbeitshandschuhen durch leitfähige Spezialfasern wie Kupfer oder Carbon, die in das Gestrick eingearbeitet werden. 

Der Ecomaster Velox ESD von W+R erhält durch Carbonfasern im Gestrick elektrostatische Eigenschaften (Foto: W+R INDUSTRY GmbH)

So wie bei dem sehr feinen ESD-Schutzhandschuh ECOMASTER VELOX ESD von W+R, der seine elektrostatischen Eigenschaften durch zusätzliche Carbonfasern in dem nahtlosen 3D-Gestrick erhält. Das Gestrick ist so flexibel, dass sich der ESD-Handschuh perfekt an die Hand anpasst und einen sehr hohen Tragekomfort bietet. Eine ½-Tauchung aus Eco-Polymer eignet sich sehr gut für das Handling elektronischer Bauteile. Die Beschichtung ist flüssigkeitsabweisend und dennoch atmungsaktiv, wodurch sich der Schutzhandschuh besonders in den Bereichen Elektroindustrie, Automotive, Luftfahrt und im Werkzeug- und Maschinenbau bewährt hat

Darauf solltest du bei einem ESD-Handschuh achten

„Die Fingerfertigkeit ist insbesondere bei der Arbeit mit filigranen Bauteilen, wie etwa SMDs, EPROMs, CPU-Platinen enorm wichtig. Um diese Taktilität zu erreichen, sind Handschuhe nötig, die sich ergonomisch an die Struktur der Hand anpassen und die Hand in ihrer natürlichen Funktionsweise nicht beeinträchtigen“, erklärt Manfred Weßbecher, Vertriebsleiter bei W+R. Der Traditionsbetrieb aus Metzingen hat eines der größten Handschuh-Portfolios am Markt und gehört zu den Innovationsführern der Branche, der als Pionier für Nachhaltigkeit z.B. einen Reinigungsservice für seine Produkte anbietet. 

Trotz der digitalen Entwicklung bleibt der Mensch weiterhin der zentrale Bestandteil der Produktion. Er ist verantwortlich für die Steuerung und Überwachung der Fertigungsabläufe des Produktionsnetzwerks. Dabei rückt für ihn die Arbeit an Bildschirmen immer mehr in den Fokus: Über einen Touchscreen bedient und dirigiert er die Industriemaschinen interaktiv. Diese neuen Aufgaben bedeuten zugleich neue Anforderungen an den Handschutz: „Wir sind mit unseren Modellen dem Trend der Zeit gefolgt, damit der Träger trotz der sich wandelnden Arbeitsbedingungen keine Beeinträchtigungen bei der Ausübung seiner Tätigkeit hat. Ein Beispiel ist – speziell als Antwort auf die Industrie 4.0 – dass der Träger auch mit seinen Handschuhen am Touchscreen arbeiten kann, egal wie verschmutzt der Handschuh sein mag“, schildert Wolfgang Burkhardt, der bei W+R den Industriebereich leitet. 

Die Norm DIN EN 16350:2014 definiert Prüfbedingungen und Grundvoraussetzungen für die elektrostatischen Eigenschaften von Schutzhandschuhen. Die Mindestanforderungen für die elektrostatischen Eigenschaften von Schutzhandschuhen sind in der DIN EN 16350 wie folgt festgelegt: Der Durchgangswiderstand (geprüft nach DIN EN 1149-2) muss bei 25% rel. Luftfeuchte und 23°C kleiner 100 Megaohm sein (10⁸ Ω). 
Das Piktogramm „Mechanische Gefahren“ (Link) gibt Auskunft über weitere Schutzeigenschaften eines Handschuhs.

Erklärung zur Touchscreen-Fähigkeit von Handschuhen

Wer ein Smartphone oder Tablet mit Handschuhen bedienen möchte, der interessiert sich in der Regel nicht für die unterschiedlichen Technologien, die hinter der Touchscreen-Fähigkeit stehen (seien es resistive, kapazitive, induktive). Man möchte einfach zuverlässig die gewünschten Funktionen aufrufen. Im beruflichen Umfeld ist das nicht anders. 

Mittlerweile hat sich eine Technologie durchgesetzt, die darauf setzt, dass die Fingerspitze oder alternativ der Handschuh, mit der Touchscreen berührt werden soll, „elektrisch leitfähig“ ist. Dies erfordert, dass die elektrischen Eigenschaften der Hautoberfläche des Fingers, mit dem der Bildschirm normalerweise bedient wird, auch über den Handschuh auf den Touchscreen übertragen werden. Dazu muss die berührende Fläche z.B. an der Fingerspitze leitfähig gemacht sein.

Bei gestrickten Handschuhen kann dazu ein leitfähiges Garn (Silber, Carbon) eingearbeitet werden, bei zusätzlich noch beschichteten Handschuhen muss die Beschichtung ebenfalls mit leitfähigen Partikeln vermischt sein, z.B. Silberionen.

Unsere Hände sind unser wichtigstes Arbeitsmittel. Deshalb sollte es für uns immer Priorität haben, sie optimal zu schützen.

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