Fachwissen

ESD-Schuhe - was macht sie unverzichtbar?

Warum kann man im elektrostatisch geschützten Bereich (EPA) keinen normalen Arbeitsschuh tragen? Und wie funktioniert ein ESD-Schuh? Diesen und anderen Fragen werden wir im Folgenden in unserem Artikel zum Thema ESD-Schuhe nachgehen.

Warum braucht man ESD-Schuhe?

ESD steht für den englischen Begriff «electrostatic discharge», was auf Deutsch soviel heisst wie elektrostatische Entladung. Da bestimmte Elektronikbauteile und elektronische Geräte so empfindlich sind, dass sie durch eine elektrostatische Entladung – etwa beim Berühren durch einen Arbeiter – beschädigt würden, gibt es für die Produktion von solchen Gegenständen elektrostatisch geschützte Bereiche, in denen elektrostatische Entladungen, so weit es geht, vermieden werden sollen. Die Abkürzung EPA zur Bezeichnung dieser Bereiche leitet sich vom englischen Begriff «electrostatic protected area» ab.

Es gilt aber nicht nur, hochempfindliche elektronische Bauteile vor irreparablen Schäden durch unkontrollierte Entladungen zu bewahren. In manchen Fabriken oder auch an anderen Orten wird mit leicht brennbaren Substanzen gearbeitet, die sich bei einem Funkenschlag durch eine elektrostatische Entladung entzünden können. Dabei kann es sogar zu Explosionen kommen, wenn der Funken zum Beispiel auf ein Gas oder Kohlestaub trifft. ESD-Schuhe können hier in gewissem Masse vorbeugenden Schutz bieten, normale Arbeitsschuhe können das nicht leisten.

So funktioniert ein ESD-Schuh

Damit es gar nicht erst zu einer unkontrollierten elektrostatischen Entladung – zum Beispiel in der Nähe von einem elektronischen Bauteil – kommt, sind ESD-Schuhe so konzipiert, dass elektrostatische Ladungen aus dem Körper des Trägers kontrolliert über die Sohle des Schuhes abgeleitet werden, was durch die Erdung des Trägers geschieht, wenn er auf einem ESD-Boden steht. Das Risiko unkontrollierter Entladungen, zum Beispiel beim Anfassen von empfindlichen Bauteilen, kann also durch das Tragen von ESD-Schuhen vermindert werden.

Die Sohle von ESD-Schuhen ist in der Regel aus einem Polyurethan-Kunststoff gefertigt, auch PU-Sohle genannt. Einsatzbereiche von ESD-Schuhen sind unter anderem:

  • Elektrotechnikfertigung

  • Halbleitertechnikfertigung

  • Mikrochipfertigung

  • Batterieherstellung

  • Luftfahrtindustrie

  • Fertigung medizinischer Geräte

  • Uhrenindustrie

  • Forschungseinrichtungen

  • Krankenhäuser

Unterschied von ESD-Fähigkeit und antistatischer Eigenschaft

In den Beschreibungen von ESD-Schuhen steht häufig, dass sie antistatisch seien. Jedoch sind antistatische Eigenschaften und die ESD-Fähigkeit von Schuhen nicht immer dasselbe. Von einem antistatischen Schuh spricht man, wenn der Durchgangswiderstand zwischen 100 Kiloohm und 1 Gigaohm liegt. Ist der Widerstand geringer, spricht man von einem leitenden Schuh. Ist der Durchgangswiderstand höher, handelt es sich um sogenannte isolierende Schuhe. Dies folgt aus der Norm EN ISO 20345.

Welchen Durchgangswiderstand ein ESD-Schuh aufweisen muss, wird in einer anderen Norm definiert, der IEC 61340-5-1. Danach ist ein Schuh ESD-fähig, wenn der Durchgangswiderstand zwischen 100 Kiloohm und 35 Megaohm liegt. Ein ESD-Schuh ist also immer auch antistatisch, aber ein antistatischer Schuh besitzt nicht automatisch die ESD-Fähigkeit. Ob die ESD-Voraussetzungen der Norm IEC 61340-5-1 erfüllt sind, erkennt man zum Beispiel daran, dass sich am Schuh das gelbe ESD-Zeichen befindet.

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