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Schutzhandschuhe und Touchscreenfähigkeit und ESD-Eignung

Touchscreenfähigkeit und ESD-Eignung
Industrie 4.0 – Anforderungen an Schutzhandschuhe

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Mit der Dig­i­tal­isierung find­en berührungsempfind­liche Dis­plays an immer mehr Arbeit­splätzen Ver­bre­itung. Zunehmend wird deshalb nach Arbeitss­chutzhand­schuhen mit „Touch“-Eignung gefragt. Doch was steckt hin­ter der Tech­nik, was muss der Hand­schuh kön­nen und wie erkenne ich einen geeigneten Handschuh?

Die Indus­trie 4.0 hält zunehmend Einzug in den betrieblichen All­t­ag. Gut sicht­bar durch berührungsempfind­liche Bild­schirme, „Touch“-fähige Eingabe­möglichkeit­en an Maschi­nen sowie pri­vat­en oder gestell­ten Smart­phones. Sie ermöglichen dem Mitar­beit­er jed­erzeit Zugriff auf eine Vielzahl dig­i­taler Infor­ma­tio­nen am sel­ben Gerät. Oft­mals genau­so intu­itiv, wie er oder sie es vom Smart­phone gewohnt ist.

Zugle­ich sind indus­trielle „Touch“- Steuerun­gen und ‑Dis­plays durch das Fehlen mech­a­nis­ch­er Teile staub- und wasser­re­sistent. Die Dig­i­tal­isierung spart Papi­er, während gle­ichzeit­ig die angeschlossene IT-Land­schaft Infor­ma­tio­nen sofort und jed­erzeit auffind­bar dokumentiert.

Displaytechnologien kurz erklärt

Für Touch­screens existieren ver­schiedene Tech­nolo­gien: Genutzt wer­den optis­che Sys­teme, die genau betra­chtet nicht die Berührung, son­dern den Fin­ger in der Nähe der Dis­play­ober­fläche detek­tieren. Beispiel­sweise wenn ein Git­ter aus IR-Lichtschranken durch­brochen wird oder indem die Bewe­gung von ein­er Kam­era erkan­nt wird. Resis­tive Dis­plays dage­gen basieren auf zwei dün­nen, voneinan­der isolierten, leit­fähi­gen Schicht­en. Durch Berührung wer­den diese zusam­menge­presst, was eine mess­bare Unter­brechung der Iso­la­tion bewirkt. Bei­de Tech­nolo­gien funk­tion­ieren prinzip­iell unab­hängig vom Eingabegerät: Fin­ger. Hand­schuh. Stift. Mit allem kann eine Eingabe erfolgen.

Am ver­bre­it­et­sten ist die kapaz­i­tive Tech­nolo­gie, da sie gün­stig, robust und in den etablierten Ver­fahren der Dis­play­her­stel­lung gut inte­gri­ert ist. Zudem lassen sich mehrere gle­ichzeit­ige Eingaben bis hin zu Fin­gergesten zuver­läs­sig erfassen. Tech­nisch wird dazu zwis­chen zwei dün­nen, leit­fähi­gen Schicht­en ein elek­trisches Wech­selfeld gener­iert, das bei Annäherung zum Beispiel eines Fin­gers durch Ableit­en eines Teils der Ladung seine Kapaz­ität verän­dert. Wie bei resis­tiv­en Dis­plays kön­nen durch Struk­turierung und Anord­nung der Schicht­en die Genauigkeit und die Zahl gle­ichzeit­ig möglich­er Eingaben bee­in­flusst wer­den. Nachteil ist jedoch, dass bei kapaz­i­tiv­en Dis­plays eine Ableitung nötig ist. Fol­glich funk­tion­ieren elek­trisch isolierende Mate­ri­alien, hierzu zählen die meis­ten Hand­schuhe, nicht oder nur unzuverlässig.

Dies führt im All­t­ag dazu, dass Mitar­beit­er, um einen Touch­screen zu bedi­enen, den Schutzhand­schuh ausziehen und nach der Eingabe wieder anziehen müssen. Das ist lästig und kostet Zeit, aber darüber hin­aus erhöht es das Risiko von Kon­t­a­m­i­na­tio­nen oder Ver­let­zun­gen, da so die Schutz­funk­tion des Hand­schuhs fehlt.

Da die Präsenz von Touch­screens auch an Arbeit­splätzen zunimmt, an denen Per­sön­liche Schutzaus­rüs­tung (PSA) getra­gen wer­den muss, sind Schutzhand­schuhe gefragt, die neben ihren bish­eri­gen, den Mitar­beit­er und/oder das Pro­dukt schützen­den Eigen­schaften zusät­zlich eine „Touch“-Fähigkeit mitbringen.

Aus der anderen Rich­tung wird in der Mon­tage zunehmend mit Bauteilen und Kom­po­nen­ten hantiert, die empfind­lich auf elek­trische Ent­ladun­gen (ESD – elec- tro­sta­t­ic dis­charge) reagieren. Was früher nur in der Mikroelek­tron­ik und IT-Mon­tage zu find­en war, ist inzwis­chen in Haushalts­geräten, Beleuch­tun­gen sowie im Maschi­nen- und Anla­gen­bau Stan­dard. Auch der klas­sis­che Mon­tage­hand­schuh soll deshalb elek­tro­sta­tis­che Ent­ladun­gen zuver­läs­sig verhindern.

Noch kri­tis­ch­er sind Anwen­dungs­felder, in denen sta­tis­che Aufladun­gen abgeleit­et wer­den müssen, um eine Bran­dentste­hung oder Explo­sio­nen zu verhindern.

Normative Anforderungen und Kennzeichnung

Wenig über­raschend gibt es aus diesem Grund eine Vielzahl an Nor­men, Regel­w­erken der Beruf­sgenossen­schaften und unternehmensin­ter­nen Prüfvorschriften. Nur zum Teil beziehen sich diese konkret auf Schutzhand­schuhe. Die Nor­men­rei­he DIN EN 1149 und die DIN EN 16350 entstam­men dem Explo­sion­ss­chutz und definieren Schutzk­lei­dung bzw. ‑hand­schuhe, die über eine aus­re­ichende Ableit­fähigkeit ver­fü­gen, um die Bil­dung zünd­fähiger Ent­ladun­gen zu ver­hin­dern. Jedoch ist nur die DIN EN 16350 expliz­it für Schutzhand­schuhe anzuwenden.

Inhaltlich sollen die Aus­rüs­tung des Mitar­beit­ers und die Arbeit­sumge­bung eine aus­re­ichende Leit­fähigkeit aufweisen, um eine geschlossene Erdungs­kette zu ermöglichen. Dies erfordert nicht nur die Verteilung der Ladung, son­dern eine Ableitung. Die DIN EN 1149–5 definiert Gren­zw­erte für Halb­w­ert­szeit und Abschir­mungs­fak­tor elek­tro­sta­tis­ch­er Ladung sowie den Ober­flächen­wider­stand ableit­fähiger Schutzk­lei­dung. Die DIN 16350 erfordert dage­gen einen max­i­malen Durch­gangswider­stand von  108 Ω, unter der Annahme, dass Schutzhand­schuhe auf der Haut getra­gen wer­den und eine Erdung über den Träger erfolgt.

Eine entsprechende Kennze­ich­nung mit Pik­togram­men ist für geprüfte Schutzhand­schuhe allerd­ings bish­er nicht vorge­se­hen. Die Nutzung des Pik­togramms, das in der DIN EN 1149 für Schutzk­lei­dung existiert, wird mit der Ende Feb­ru­ar bere­its als ISO veröf­fentlicht­en Über­ar­beitung der Schutzhand­schuh­norm 21420 für mehr Klarheit sorgen.

Aus dem Pro­duk­tschutz ent­stand die Nor­men­rei­he DIN EN 61340, die eben­falls nicht für Schutzhand­schuhe ange­wandt wer­den sollte. Darin wird ein umfassendes Konzept beschrieben, um Bedin­gun­gen zu schaf­fen, in denen ESD-sen­si­tive Bauteile sich­er gehand­habt wer­den kön­nen. Dies bet­rifft nicht nur PSA, son­dern bspw. auch Fußbö­den oder Elektroinstallationen.

Eine konkrete Norm für die „Touch“-Funktionalität gibt es bish­er nicht. Allerd­ings ist es hil­fre­ich zu wis­sen, dass Schutzhand­schuhe, die nach ein­er oder mehreren der genan­nten Nor­men geprüft sind, prak­tisch „Touch“-fähig sind: Die Gren­zw­erte sind üblicher­weise hin­re­ichend, um berührungsempfind­liche Geräte zuver­läs­sig bedi­enen zu können.

Die Anforderun­gen, die sich für Schutzhand­schuhe ergeben, sind näm­lich für ESD und „Touch“ ähn­lich. Um das ange­sproch­ene Wech­selfeld bei kapaz­i­tiv­en Dis­plays zu bee­in­flussen, muss der Schutzhand­schuh, genau wie für ESD, eine gewisse elek­trische Leit­fähigkeit besitzen. Die men­schliche Haut reicht dafür, sodass es genü­gen kann, wenn der Schutzhand­schuh dünn genug ist. Untrikotierte Hand­schuhe funk­tion­ieren deshalb eher als beschichtete Strick­hand­schuhe. Auch die Mate­ri­alien spie­len eine Rolle: Gar­ne, die Feuchtigkeit aufnehmen, wie Baum­wolle oder Bam­bus, sind leit­fähiger als syn­thetis­che Tex­tilien wie Polyester.

Schwarze Beschich­tun­gen wer­den oft­mals mit Ruß gefärbt, der leit­fähig ist und eine „Touch“-Fähigkeit begün­stigt. Geschäumte Beschich­tun­gen wirken durch die enthal­te­nen Luft­blasen hinge­gen eher isolierend.

Auf der anderen Seite spie­len die ver­wen­de­ten Geräte eben­so eine Rolle: Der Auf­bau der Schicht­en im Bild­schirm, die elek­tro­n­is­che Ans­teuerung und die soft­ware-seit­ige Kalib­rierung ver­schieden­er kapaz­i­tiv­er Dis­plays bee­in­flussen die „Touch“-Funktion. Deshalb kann es sein, dass ein Hand­schuh auf dem Smart­phone funk­tion­iert, die Anla­gen­s­teuerung jedoch nicht sofort reagiert.

Zusammenfassung

Die „Touch“-Anforderungen über­schnei­den sich bei PSA in vie­len Punk­ten mit ESD-Pro­duk­tschutz und Explo­sion­ss­chutz. Da es keine genormten Prüfver­fahren für „Touch“ im Schutzhand­schuh­bere­ich gibt, behelfen sich Her­steller mit den vorhan­de­nen Nor­men und bekan­nten Sym­bol­en, um dem Anwen­der eine Hil­festel­lung zu geben. Dies führt dazu, dass entsprechend geprüfte Schutzhand­schuhe über die Anforderung der Norm hin­aus die gewün­schte „Touch“-Funktionalität mitbringen.

Allerd­ings sollte dem Anwen­der klar sein, dass die reine „Touch“-Ausstattung, wie sie teil­weise durch eigene Sym­bole oder Mar­ket­ing-Begriffe einiger PSA-Her­steller ver­mit­telt wird, ander­sherum nicht zwin­gend bedeutet, dass der Schutzhand­schuh eine ESD-Eig­nung oder eine Anwend­barkeit in Ex-Schutzarealen bein­hal­tet. Hier­für ist weit­er­hin auf die Her­stellerangaben zur Zer­ti­fizierung gemäß der jew­eili­gen Norm zu acht­en. Erfüllen Schutzhand­schuhe die Anti­s­ta­ti­knorm DIN EN 16350 kann davon aus­ge­gan­gen wer­den, dass Touch Funk­tion­al­ität, ESD-Pro­duk­tschutz und Explo­sion­ss­chutz abgedeckt sind.


Foto: Uvex Safety

Autor:

Dr. Matthias Bartusch

Pro­duk­ten­twick­lung /
Beschichtungstechnologie

UVEX SAFETY Gloves GmbH & Co. KG

www.uvex-safety.de

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