Der Unterschied zwischen Antistatik und ESD am Beispiel von Sicherheitsschuhen

Was es mit elektrostatischer Auf- und Entladung auf sich hat und dass vermutlich jeder von uns schon einmal damit in Berührung gekommen ist, wurde schon in unserem Fachbeitrag über Schutzhandschuhe im Zusammenhang mit der neuen Elektrostatik- Prüfnorm dargestellt. Da Sicherheitsschuhe den direkten Kontakt zwischen dem Körper des Trägers und dem Boden herstellen, sind die Themen Elektrostatik und Durchgangswiderstände auch hier sehr wichtig. Es muss allerdings unterschieden werden zwischen den antistatischen Eigenschaften von Schuhen und ihrer ESD-Fähigkeit.

In der für Sicherheitsschuhe gültigen Norm EN ISO 20345 wird neben den vielen Anforderungen, die an einen Sicherheitsschuh gestellt werden, auch das Thema elektrische Eigenschaften behandelt. Darauf basierend können drei Bereiche festgelegt werden, die sich aufgrund des Durchgangswiderstands einteilen lassen in leitendes, antistatisches und isolierendes Schuhwerk. Damit ein Sicherheitsschuh beispielsweise eine Kennzeichnung als S1-Schuh erhält, muss er neben den Basisanforderungen unter anderem die Zusatzanforderung der Antistatik erfüllen. Das gilt demnach auch für alle darauf aufbauenden Sicherheitsklassen (ebenso beim Schutz- und Berufsschuh). Ein Schuh ist antistatisch, wenn sich der gemessene Durchgangswiderstand im Bereich zwischen 100 Kiloohm (10⁵ Ohm) und 1 Gigaohm (10⁹ Ohm) befindet. Bei einem geringeren Durchgangswiderstand gilt er gemäß Norm als leitend und bei einem höheren Wert als isolierend.

Um einen Schuh für die Zertifizierung auf seine antistatischen Eigenschaften zu überprüfen, wird eine Testmethode unter Laborbedingungen angewendet. Zunächst muss der Schuh über eine gewisse Zeit konditioniert werden (jeweils in trockener und feuchtigkeitsregulierter Atmosphäre) – anschließend durchläuft er jeweils das Testverfahren. Dabei wird der Schuh mit vier Kilogramm Edelstahlkugeln gefüllt, die über ein Kupferkabel mit dem Durchgangswiderstandmessgerät verbunden sind. Der Schuh befindet sich auf einer Kupferplatte, die die äußere Elektrode bildet. Für eine Minute wird dann zwischen Edelstahlkugeln und Kupferplatte eine Spannung von 100 Volt angelegt und dabei der Durchgangswiderstand gemessen. Dieser muss größer als 100 Kiloohm, aber kleiner oder gleich 1 Gigaohm sein.

Etwas komplizierter ist es, die ESD-Fähigkeit eines Schuhs zu prüfen, denn es existieren unterschiedliche Messmethoden aus zwei Normen. Gemäß der DIN EN 61340-5-1 wird der Durchgangswiderstand des Systems Mensch-Schuh-Boden gemessen. Dabei stellt sich der Mitarbeiter in seinen Sicherheitsschuhen beispielsweise auf eine leitfähige Schuhwerkselektrode. Um den Widerstand zu messen, drückt der Mitarbeiter mit der Hand auf eine Handkontaktplatte. Wenn der gemessene Durchgangswiderstand unter 35 Megaohm ist, ist der Schuh ESD-fähig.

In der zweiten Norm, der DIN EN 61340-4-3, wird der Durchgangswiderstand in einem Laborprüfverfahren bestimmt. Hierzu wird das Prüfobjekt in einem Klimaschrank mit vordefinierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit vorkonditioniert.

Es kann in einigen Fällen durchaus vorkommen, dass ein vom Hersteller als ESD-fähig gekennzeichneter Schuh bei einer Kontrollmessung beim Kunden durch die Prüfung fällt. Das muss nicht automatisch heißen, dass der Schuh nicht ESD-fähig ist. Es gibt vielmehr Ursachen und Einflüsse, die zu einem solchen Ergebnis führen können. Unter anderem kann die Temperatur des Schuhs die Ableitfähigkeit beeinflussen. Wird das Paar Sicherheitsschuhe beispielsweise im Winter über Nacht im Auto gelassen, kühlt es aus und weist dadurch einen höheren Durchgangswiderstand auf.

Ebenso kann die Dauer des Tragens und die damit einhergehende Feuchtigkeitsbildung im Schuh ein Einflussfaktor sein. Feuchtigkeit fördert im Allgemeinen die Ableitfähigkeit des Schuhs. Wurde die Laufsohle oder das Fußbett verändert oder liegt eine Verschmutzung der Kontaktflächen vor, kann auch das nachteilige Auswirkungen haben.

Die EU-Norm gibt vor, dass antistatisches Schuhwerk benutzt werden soll, um elektrostatische Aufladung zu vermindern und deren Ableitung zu gewährleisten. Dies ist notwendig, wenn die Gefahr eines elektrischen Schlags durch elektrische Geräte oder spannungsführende Teile nicht ausgeschlossen werden kann – oder das Risiko einer Entzündung von entflammbaren Substanzen oder Dämpfen durch Funken besteht.

Es geht also darum, den Sicherheitsschuhträger (und auch seine Kollegen) vor Gefahren, die in Zusammenhang mit elektrischer Aufladung auftreten können, zu schützen.

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