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ESD Schuhe – Schutz vor elektrostatischer Entladung

Einen Sonderfall bei den Sicherheitsschuhen stellen ESD Schuhe dar. Sie werden in bestimmten Berufsfeldern gebraucht um empfindliche Elektronikbauteile und Leiterplatten nicht zu beschädigen. Bereits bei geringen Entladungen mit nur ein paar Volt Spannungsunterschied können empfindliche Bauteile irreparabel beschädigt werden.

In ESD Schutzzonen ist deshalb das Tragen von speziellen ESD Schuhen Pflicht. Im folgenden finden Sie Sicherheitsschuhe, die zusätzlich ESD fähig sind. Diese werden daher auch ESD Schuhe genannt.

Hintergrundinformationen zum Begriff ESD finden Sie im Ratgeberartikel ESD Schutz. Weitere Infos zu ESD Schuhen finden Sie unter dem Punkt Punkt Wissenswertes weiter unten auf der Seite.

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ESD Schuhe – Wissenswertes

Was versteht man unter dem Begriff ESD Sicherheitsschuhe?

ESD Sicherheitsschuhe sind antistatisch ausgelegt. Damit läßt sich eine elektrostatische Aufladung verhindern. Der Träger der ESD Schuhe kann sich somit nicht statisch aufladen. Das verhindert die Gefahr durch Funkenschlag gefährliche Substanzen bei der elektrostatischen Entladung in Brand zu setzen. Es geht also primär darum, den Träger des Sicherheitsschuhs sowie auch seine Kollegen vor Gefahren, die durch elektrostatische Entladung entstehen können zu schützen.

Aber die ESD Schuhe verhindern auch eine Beschädigung von elektronischen Bauteilen durch statische Entladung. Bereits bei wenigen Volt Spannung können sehr empfindliche elektronische Baugruppen irreparabel beschädigt werden. Daher sind in Fertigungszweigen wie z.B der Herstellung von Mikrochips oder auch in Lackierereien ESD Sicherheitsschuhe ein Muss.

Die ESD Norm für ESD Sicherheitsschuhe und ESD Schutz

Sie sehen also, es ist nicht nur der Schutz des Menschen in der Industrie wichtig, sondern auch der Schutz der Bauteile, die vor einer Schädigung durch ESD bewahrt werden müssen. Dies alles ist in einer Norm festgehalten, die umgangssprachlich auch ESD Norm genannt wird und sich mit elektrostatischer Entladung beschäftigt: DIN EN 61340-5-1: Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene – allgemeine Anforderungen

Leitende, antistatische Schuhe und isolierendes Schuhwerk als Basiseinteilung

In der Norm für Sicherheitsschuhe EN ISO 20345 wird neben den anderen Anforderungen an Sicherheitsschuhe auch auf das Thema elektrische Eigenschaften eingegangen. Man kann das Schuhwerk in drei Bereiche einteilen. Leitende, antistatische Schuhe und isolierende Schuhe. Die Bereiche sind vom Durchgangswiderstand Sohle – Boden abhängig.

Leitend: Durchgangswiderstand bis 100 kΩ (Kiloohm)

Antistatisch: Durchgangswiderstand von 100 kΩ (Kiloohm) bis 1 GΩ (Gigaohm)

Isolierend: Durchgangswiderstand über 1 GΩ (Gigaohm)

Charakteristisches Merkmal der antistatischen Schuhe

Nach der Sicherheitsschuhe Norm EN ISO 20345 gilt: Schuhe sind antistatisch wenn sich der Durchgangswiderstand der Schuhe zwischen 100 kΩ (Kiloohm) und 1 GΩ (Gigaohm) befindet. Unterhalb der Grenze sind sie leitend, oberhalb 1 GΩ (Gigaohm) sind sie isolierend.

Was unterscheidet ESD Schuhe von den „normalen“ antistatischen Sicherheitsschuhen?

Diese Frage ist durchaus berechtigt, denn normale Sicherheitsschuhe ab Schutzklasse S1 sind doch nach Norm bereits antistatisch ausgelegt. Diese Spezifikation antistatischer Schuhe ist jedoch für das Arbeiten an sehr empfindlichen Bauteilen nicht ausreichend. Aus diesem Grund gibt es daher noch eine zusätzliche Norm extra für ESD Schuhe. Hier ist der Durchgangswiderstand zwischen Sohle und Boden entscheidend. Man unterscheidet deshalb antistatische Schuhe (was alle Sicherheitsschuhe ab S1 sein müssen) und spezielle ESD Sicherheitsschuhe.

Die wichtige Erkenntnis daraus: Ein Schuh, der ESD-fähig ist ist immer gleichzeitig auch antistatisch. Der umgekehrte Fall gilt jedoch nicht, d.h. jeder antistatische Schuh muss nicht unbedingt auch ESD fähig sein.

Charakteristisches Merkmal der ESD Schuhe

Nach der ESD-Norm EN 61340-5-1 für ESD Sicherheitsschuhe darf sich der Durchgangswiderstand der Schuhe  nur zwischen 100 kΩ (Kiloohm) und 35 MΩ (Megaohm) bewegen. Unterhalb der Grenze sind sie leitend oberhalb 35 MΩ (Megaohm) „nur“ antistatisch aber nicht ESD fähig.

Wie funktionieren ESD Sicherheitsschuhe?

Die ESD Schutzwirkung des Sicherheitsschuhs wird durch eine besondere Technologie bei der Sohle erreicht. Die Sohle ist meist aus Polyurethan gefertigt. Ein anderer Name ist daher auch PU-Sohle. Die Sohle ist geschäumt und dabei fest ummantelt. Im Kern der Sohle befinden sich kleine Lufteinschlüsse. Eine solche PU-Sohle wirkt zudem auch rutschhemmend und besitzt gute Dämmeigenschaften. Eine antistatische Wirkung kann aber auch durch eine Gummisohle erreicht werden.

Woran sind ESD Sicherheitsschuhe äußerlich zu erkennen?

ESD Schuhe müssen von einem autorisierten Prüfinstitut getestet worden sein und einen Prüfbericht als Zertifikat aufweisen. Ein sichtbares ESD-Symbol, das auf dem ESD Schuh angebracht sein muss, ist ein weiteres Erkennungsmerkmal. Meist ist das Symbol in Form einer kleinen gelben Plakette aufgenäht. Wenn der Schuh keine solche Plakette besitzt, dafür aber eine Kennzeichnung ab S1 aufwärts, so ist er grundsätzlich antistatisch, da das eine Voraussetzung ab der Schutzklasse S1 ist.

Ausstattung der ESD Sicherheitsschuhe

Die Ausstattung der ESD Schuhe ist je nach Schutzklasse unterschiedlich. Neben der ESD Norm müssen natürlich auch alle Richtlinien der jeweiligen Sicherheitsklasse erfüllt werden. Dabei gilt es das Gewicht der Schuhe in einem erträglichen Maß zu halten. Reine ESD Schuhe müssen keine Zehenschutzkappe oder durchtrittsichere Sohle besitzen. Streng genommen zählen solche Schuhe dann aber nicht zu den Sicherheitsschuhen. Dafür ist hier ein leichtes Gewicht problemlos zu erreichen.

Bei Sicherheitsschuhen ab Klasse S1 wird das schon schwieriger. Hierbei kommen hauptsächlich leichte Materialien wie Kunststoff oder Kevlar zum Einsatz. Aber auch Aluminium findet als sehr leichter Werkstoff Verwendung. Sie sorgen für ein gleichmäßiges Klima im Schuh und verhindern Kältebögen. Funktionelle atmungsaktive Materialien beim Futter sorgen für ein gutes Tragegefühl, die das Schwitzen in den ESD Schuhen wirksam vermindern.

Das sogenannte Power-Point Dämpfungssystem ist eine weitere Spezialität der ESD Sicherheitsschuhe. Es ist unter der Ferse eingearbeitet und wirkt als eine Art Schockabsorber. Die entstehende Energie beim Auftreten wird abgedämpft und schont damit die Wirbelsäule.

In welchen Berufen braucht man ESD Schuhe?

ESD Schuhe gibt es in allen Sicherheitsklassen. Je nach Sicherheitsklasse sind ESD Schuhe in einigen Berufsfeldern zwingend vorgeschrieben und müssen getragen werden. Sie sind insbesondere erforderlich bei

  • der Herstellung von Mikrochips
  • der Handhabung von sensiblen elektronischen Bauteilen
  • Arbeiten in Lackierbetrieben
  • der Tätigkeit im Labor
  • der Arbeit in medizinischen Bereichen
  • Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten und Gasen

In welchen Berufen sind ESD Schuhe verboten?

Es gibt jedoch einige Berufe, in denen ESD Schuhe verboten und sogar gefährlich sind wenn man sie trägt. Dies sind Arbeiten an Quellen mit elektrischer Spannung und für Elektriker. Fachkräfte in diesen Berufssparten dürfen keine ESD Sicherheitsschuhe tragen, da sie sich sonst selbst gefährden würden, da eine Erdung hier nicht erwünscht ist. Stattdessen ist eine Erdung des Mitarbeiters unter allen Umständen zu verhindern, indem z.B. Gummimatten oder hochgradig isolierende Schuhe eingesetzt werden.

Arten von ESD Schuhen

ESD Schuhe sind erhältlich in Form von ESD-Sandalen, Halbschuhe und sogenannte Clogs (Pantoffeln). Genauso kann man sie als Stiefel erwerben. Dies sind dann meistens ESD Sicherheitsschuhe der Schutzklasse S3. Beliebt sind auch sportliche Sneaker, die luftig und angenehm zu tragen sind.

Hersteller von ESD Schuhen

ESD Schuhe sind von mehreren großen Marken erhältlich. Dazu gehören beispielsweise Uvex, Elten, Puma oder Atlas. Auch HAIX bietet ein sehr erfolgreiches Modell an, den HAIX Black Eagle Safety 40 Low

Beim Kauf sollte man auf eine gute Passform achten, gerade bei Clogs ist das wichtig, damit man nicht aus Versehen aus den Schuhen beim Arbeiten herausrutscht. Weitere Kaufempfehlungen erhalten Sie auf den jeweiligen Unterseiten Sicherheitsschuhe S1 Test, Sicherheitsschuhe S1P Test, Sicherheitsschuhe S2 Test und Sicherheitsschuhe S3 Test.

ESD Schuhe – Pflege der Schuhe

Für die Pflege der ESD Schuhe gilt dasselbe, wie für Sicherheitsschuhe. Man sollte darauf achten, dass die ESD Schuhe stets frei von Verunreinigungen bleiben. Besonders die Sohle sollte immer sauber gehalten werden. Ansonsten vergrößert sich der Übergangswiderstand zum Boden und die ESD Funktionalität ist nicht mehr gewährleistet. Schuhe sollten außerdem im Winter auch nicht über Nacht im Auto gelassen werden, da der Schuh sonst merklich auskühlt. Auch diese Auskühlung führt zu einem höherem Durchgangswiderstand der ESD Sicherheitsschuhe. Die Folge können statische Entladungen in Bauteile sein, die sie irreparabel schädigen. In sensiblen Bereichen, wenn mit brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen gearbeitet wird, kann es gar zu einer Explosion kommen. ESD Schuhe dienen somit auch immer als persönlicher Schutz.

Testverfahren für antistatische Schuhe und ESD Schuhe

Bevor ein Schuh in den Handel kommen kann, muss er zunächst klassifiziert werden. D.h. es muss anhand verschiedener Tests entschieden werden, ob man den Schuh in die Kategorie ESD Schuhe einteilen kann oder eben nicht. Der Test wird in zwei Teile unterteilt. Zunächst wird der Schuh auf seine antistatische Fähigkeit untersucht, dann wird zusätzlich in einem weiteren Test, der wiederum nach zwei Arten ablaufen kann, der Schuh auf seine ESD Fähigkeiten untersucht.

Für Interessierte zu diesem Testverfahren sei folgender interessante Artikel der Firma Uvex genannt.

http://www.uvex-safety.com/blog/de/2015-09-25/der-unterschied-zwischen-antistatik-und-esd-am-beispiel-von-sicherheitsschuhen/

Schlusswort – ESD Schutzmaßnahmen brauchen mehr als nur ESD Schuhe

Abschließend bleibt zu erwähnen, dass ESD Sicherheitsschuhe zwar einen großen Beitrag zum ESD Schutz in ESD gefährdeten Bereichen leisten, jedoch alleine nicht ausreichend sind. Die ESD Schuhe beeinflussen ja nur den Kontakt zwischen den Füßen und dem Boden. Beim Arbeiten hat man aber auch durch andere Körperteile Kontakt zu sensiblen Stoffen oder empfindlichen elektronischen Bauteilen. Meistens sind das die Hände. Aus diesem Grund muss hier auch entsprechende ESD Kleidung getragen werden. Ein weiteren Teil zu ESD Schutzmaßnahmen in Betrieben trägt die Gestaltung des Arbeitsplatzes bei. Im Ratgeberartikel ESD Schutz finden Sie weitere Informationen dazu.