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Jeder hat schon einmal Erfahrungen mit elektrischer Entladung bei Berührung von Gegenständen oder anderem gemacht. Dies wird als elektrostatische Entladung (ESD) bezeichnet.

Während dies im täglichen Leben zumeist unbedeutende Auswirkungen hat, kann ESD in der industriellen Welt schädlich oder zuweilen sogar gefährlich sein. Daher ist es extrem wichtig zu verstehen, welche Auswirkungen ESD auf Einweghandschuhe hat und was Ihnen bei der Auswahl von Handschuhen mit guten ESD-Eigenschaften helfen kann.

 

ESD-PROBLEME

In der Elektronik-, Halbleiter- oder Nanotechnologieindustrie kann die Freisetzung eines unkontrollierten Funkens zum Beispiel irreversible Schäden an elektronischen Geräten verursachen: Diese können zu erheblichen finanziellen Verlusten führen. In anderen Bereichen, wie zum Beispiel der pharmazeutischen Industrie, ist das Vermeiden elektrostatische Entladung extrem wichtig, um das Risiko von Bränden oder Explosionen in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX-Zonen) zu vermeiden und die Arbeitnehmer vor potenziell schweren oder irreversiblen Schäden zu schützen.

 

So das Tragen von Einweghandschuhen in Reinräumen oder Laboratorien erforderlich, sind folgende Überlegungen zu beachten:

  • Begrenzung der vom Handschuh ausgehenden statischen Elektrizität, die eine Quelle für mögliche Funkenbildung sein könnte.
  • Ableitung der statischen Elektrizität von den Handschuhen über den Körper oder über ein leitendes Element zur Erde.

 

Da es wichtig ist, die für Ihre Tätigkeit geeigneten ESD-Einmalhandschuhe auszuwählen, ist es hilfreich die Entstehung von statischer Elektrizität und das Prinzip der elektrostatischen Entladung zu verstehen.

 

VERSTEHEN VON ESD UNTER BERÜCKSICHTIGUNG EINIGER NÜTZLICHER DEFINITIONEN UND KONZEPTEN

ESD, Electrostatic Discharge = Elektrostatische Entladung

Wenn sich statische Elektrizität durch direkten Kontakt oder durch ein elektrostatisches Feld aufbaut, wird die schnelle Übertragung von Ladung zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichem Spannungspotenzial als „elektrostatische Entladung“ bezeichnet.

ESD Generierung

Normalerweise fließt die Ladung als Funke zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichem elektrostatischem Potenzial (Spannung). Ladung kann entweder erzeugt werden durch:

  • Wenn unterschiedliche dissipative / isolierende Materialien aneinander gerieben und schnell getrennt werden (z. B. durch Reiben, Wischen, Fließen von Flüssigkeiten, Gehen und Laufen), spricht man vom Triobelektrischen Effekt bzw. Reibungselektrizität.

A man manage his hair with a plastic comb then sheets of paper are attracted by the plastic comb

  • Wenn ein Objekt negativ (Elektronen) und das andere positiv ist oder umgekehrt (induktive Trennung).

 

Erdung

Masse (oder Erde) ist der Bezugspunkt in einem Stromkreis. Von diesem aus können Messungen durchgeführt werden. Wenn eine leitende Brücke entsteht, werden entgegengesetzte Ladungen normalerweise durch Erdung neutralisiert. Das heißt, wenn es eine leitende Verbindung zur Erdung zwischen geladenen Personen oder geladener Kleidung einer Person gibt, werden diese Ladungen neutralisiert. Unter normalen Bedingungen (Erde ist negativ geladen) fließen Ladungen zur Erde.

 

Testmethoden zur Messung des spezifischen Widerstands

Spezifischer Widerstand ist eine Eigenschaft, die das Ausmaß beschreibt, in dem ein Material dem Fluss von elektrischem Strom durch es hindurch widersteht. Er ist abhängig von der Art des Materials und der Umgebung. Je niedriger der Wert ist, desto besser in der Regel für ESD-Handschuhe.

Es gibt 3 wichtige Testmethoden:

  • Oberflächenwiderstand (Stromfluss über die Oberfläche des Materials).
  • Vertikaler Widerstand (Stromfluss durch das Material).
  • Im Gebrauch (Stromfluss, z. B. wenn die Hand im Handschuh steckt).

Der „Oberflächenwiderstand“ (gemessen in Ohm (Ω) – EN 1149-1:2006) ist leicht zu messen, aber für Handschuhe nicht so relevant. Tatsächlich hängt dieser nämlich vom Material und dem Grad der Oberflächenverschmutzung ab. Denn da der Strom entlang der Verschmutzung und nicht der Oberfläche des Materials fließt gilt: Je höher die Oberflächenverschmutzung ist, desto besser der Oberflächenwiderstand. Daher kann der Oberflächenwiderstand für die Verwendung von Handschuhen in Reinräumen nur begrenzte Bedeutung haben.

Der „vertikale Widerstand“ misst (gemäß EN 1149-2:1997), wie leicht sich eine Ladung durch das Material bewegt. Bedenken Sie dabei, dass bei einem höheren Oberflächenwiderstand und einem niedrigeren vertikalen Widerstand die Ladung dem Weg des geringsten Widerstands folgt, d. h. durch das Material hindurch und sicher zur Erde geleitet wird.

Letztendlich wird sich die ESD-Leistung eines Nitrilhandschuhs durch den „Widerstand bei Benutzung“ während der Verwendung erheblich verbessern. Dies hängt mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt (Schweiß) zusammen. Dieses Phänomen wird bei der Auswahl von ESD-Handschuhen selten berücksichtigt.

 

Unterschied zwischen isolierenden, leitfähigen und statisch ableitenden Handschuhen

Ist der Widerstand < 104 Ω, gilt es als „leitfähiges“ Material (schnelle Bewegung der Elektrizität).

Liegt der Widerstand zwischen 104 und 1011 Ω, gilt er als „statisch ableitend“ (langsame Bewegung der Elektrizität). Die Ableitung erfolgt über den Weg des geringsten Widerstands (durch den Einweghandschuh zum Körper und dann zum Boden).

Ist der Widerstandswert > 1012 Ω ist, handelt es sich um ein „isolierendes“ Material (geringer oder kein Stromfluss).

Coloured counter like speedometer presenting the different types of resistivity from conductive, then dissipative, antis-static to insulative

Der Oberbegriff „antistatisch“ ist ebenfalls weit verbreitet und stiftet bei Uneingeweihten Verwirrung. Tatsächlich kann ein Handschuh mit einem Widerstandswert zwischen 1010 und 1012 Ω als „antistatisch“ bezeichnet werden. Mit anderen Worten, es handelt sich um einen statisch ableitenden Handschuh mit einer schlechten ESD-Leistung, der fast als isolierend gilt

 

Ladungsabfall und Abklingdauer

Die Wanderung von Ladung durch ein Material führt zu einer Verringerung der Ladungsdichte oder des Oberflächenpotenzials an der Stelle, an der die Ladung gelagert wurde. Die statische Abklingdauer misst die Zeit, die benötigt wird, um eine Ladung zur Erde abzubauen (EN 1149-3:2004). Die Abklingdauer ist die Zeit, die benötigt wird, um ein elektrostatisches Potenzial auf einen bestimmten Prozentsatz seines ursprünglichen Wertes zu reduzieren. JE SCHNELLER, DESTO BESSER!

HINWEIS: Ein guter vertikaler Widerstand in Verbindung mit einer schnellen Abklingdauer ist die geeignete Kombination für einen ESD-Handschuh!

 

FOKUS AUF TRIBOELEKTRISCHEN EFFEKT

Es gibt viele Faktoren, die den Triboelektrischen Effekt beeinflussen, wie z.B. gehen über einen Vinylboden, einen synthetischen Teppich, aufheben eines Polyethylenbeutels, eine Schrumpffolie auf einer PC-Platte usw… als Anwender oder Qualitätsmanager sollten Sie sich z.B. Fragen wie diese stellen:

  • Wie groß ist die Kontaktflächen?
  • Wie schnell ist die Bewegung beider Materialien gegeneinander?
  • Wo kommen die beiden Materialien in der triboelektrischen Reihe vor?
  • Sind die Oberflächen rau oder glatt?
  • Mit wie viel Druck werden die Materialien zusammengedrückt?

 

Einmalhandschuhen sollten Sie vor allem folgende Faktoren berücksichtigen:

  • Wie hoch ist die Luftfeuchtigkeit?
  • Aus welchem Material sind die Einmalhandschuhe hergestellt?
  • Wie sauber ist das Material?

 

ACHTUNG!
Es gibt keine generische Norm, die die ESD-Leistung eines Einweghandschuhs definiert.
Derzeit gibt es die Norm EN 1149-5:2019 „Leistungsanforderungen für ableitfähige Schutzkleidung“, ABER: Handschuhe sind ausgeschlossen! Darüber hinaus wird bei der Betrachtung der ESD-Leistung von Schutzhandschuhen für explosions- oder feuergefährdete Bereiche, immer mehr auf die ATEX-Leistungsanforderungen verwiesen. In diesem Zusammenhang geht die Norm EN 16350:2014 über die Norm EN 1149-2:1997 hinaus. Unter Verwendung desselben Prüfverfahrens legt die Norm EN 16350:2014 die Leistungsanforderungen an die vertikalen Widerstandseigenschaften eines Handschuhs fest: Rv < 1,0 × 108 Ω.

 

WIE MAN ESD UNTER KONTROLLE HALTEN KANN

Wie bereits erwähnt, gibt es mehrere Faktoren, die zur Entstehung von ESD führen.

Aber auch einige Details können Anti-ESD-Leistung beeinflussen

  • Handgelenkband
  • Schuhe unter dem Kleidungsstück (eine tägliche Kontrolle wird empfohlen)
  • Spiralkabel
  • Art der Unterbekleidung
  • Passform des Kleidungsstücks
  • Art des verwendeten Stuhls
  • Hair style
  • … und die ART DER VERWENDETEN EINMALHANDSCHUHE!

Tragen Sie beim Sitzen ein Armband am Handgelenk; ein Fersenband an beiden Schuhen, wobei eine tägliche Kontrolle oder eine kontinuierliche Überwachung empfohlen wird. ESD-Schutzkleidung (Antistatik), wie z. B. ein geerdeter Ärmel, wird ebenfalls empfohlen.

 

Um die mit Einweghandschuhen verbundenen Risiken zu verringern, sollten angemessene Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden

Sign alerting on electrostatic risk for sensitive devices

  • Verwenden Sie die richtige Handschuhgröße: Je besser ein Handschuh sitzt, desto besser ist der elektrische Kontakt und desto schneller wird ein Funke abgeleitet.
  • Bedenken Sie, dass elektrostatischen Eigenschaften von Material UND Feuchtigkeit abhängen.
  • Verwenden Sie Einweghandschuhe aus Nitril: Nitril ist das Material der Wahl für ESD- und Reinheitssensible Anwendungen.
  • Berücksichtigen Sie alle Testergebnisse des nach EN 1149-1:2006, EN 1149-2:1997 und EN 1149-3:2004 geprüften Handschuhs.
  • …und denken Sie daran, dass ESD nur funktioniert, so die Person korrekt geerdet!

 

ESD-Handschuhe sind eine Sicherheitsausrüstung, die für die Arbeit in den meisten Labors, Reinräumen usw. empfohlen wird. Sie müssen in Verbindung mit anderen Schutzmaßnahmen verwendet werden, um das Risiko elektrostatischer Entladungen zu minimieren.

 

ESD NITRILE GLOVES: THE BEST COMPROMISE

Handschuhmaterialien haben einen erheblichen Einfluss auf ESD. Die am häufigsten anzutreffenden Handschuhmaterialien und ihre Eigenschaften sind:

 

Table presenting material ESD properties for Nitrile, Vynil, Latex, Neoprene gloves

 

*Einige SHIELD Scientific Handschuhe werden mit einer Mischung aus Nitril/Neopren hergestellt. Der Anteil an Neopren, welches in unseren Handschuhen zur Verbesserung des Tragekomforts verwendet wird, ist gering und hat keinen Einfluss auf die ESD-Eigenschaften.

 

SHIELD SCIENTIFIC ESD NITRIL HANDSCHUHE AUSWÄHLEN

Alle unsere Nitrilhandschuhe sind elektrostatisch ableitende Handschuhe, die sich jedoch in ihrer Leistung unterscheiden. Um Ihnen bei der Auswahl des für Ihren Prozess am besten geeigneten ESD-Nitrilhandschuhs zu helfen, kontaktieren Sie Ihren SHIELD Scientific Vertriebsmitarbeiter. Er berät Sie gerne bei der Auswahl des besten ESD-Handschuhs für Ihre Labor- oder Reinraumumgebung und Ihnen das zugehörige ESD-Zertifikat mit allen Messungen (Oberflächen- und Vertikalwiderstand und Abklingdauer) zur Verfügung stellen.

Glove ESD certificate example

 

Seit 15 Jahren ist SHIELD Scientific bestrebt, seinen Kunden die besten Einweghandschuhe anzubieten. SHIELD Scientific weiß um die Bedeutung der Vermeidung von Kontaminationen und ESD-Problemen bei bestimmten Tätigkeiten, wie z. B. in der Halbleiter- oder Pharmaindustrie.

KONSULTIEREN SIE UNSEREN LEITFADEN ZUR AUSWAHL VON HNDSCHUHEN, UM DEN FÜR IHRE BEDÜRFNISSE AM BESTEN GEEIGNETEN ESD-HANDSCHUH AUSZUWÄHLEN.

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Kategorisiert in: Handschuh Einmaleins

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