추운 날씨에 하나씩 넣고 다니며 추위를 이겨내는데 도움을 주는 핫팩, 부직포 주머니에 가루가 들어있고, 밀봉된 핫팩을 뜯으면 열이 납니다. 흔들면 더 빠르게 뜨거워집니다. 이 원리와 핫팩 이용 시 주의 사항도 알아보도록 하겠습니다.
핫팩의 원리
핫팩 부직포 주머니에는 철 가루, 활성탄, 소금, 톱밥, 질석 등이 들어갑니다. 이중에 철 가루는 공기와 접촉하면서 산화 반응을 일으키면서 열을 발생시킵니다. 쇠에 녹이 스는 과정과 같고, 녹이 스는데 오랜 시간이 걸리며 천천히 산화하기 때문에 뜨거워지는 것을 알 수 없지만, 핫팩의 경우 단시간에 녹이 슬도록 하는 것으로 소금과 활성탄이 반응 촉진 물질이 되고, 부직포의 미세한 구멍으로 철 가루가 공기와 반응하도록 만들어집니다. 톱밥과 질석은 열을 오랜 시간 동안 유지시켜 주는 역할을 하게 됩니다.
액체형 핫팩
똑딱이 손난로라고도 했던 액체형 핫팩은 아세트산 나트륨을 사용하게 됩니다. 주머니 안에 겔 형태로 투명한 물질이 들어있는데, 이 액체가 아세트산 나트륨으로 열을 잡아두는 성질이 탁월합니다. 상온에서는 고체인데, 열을 가하면 액체로 변하고, 가열된 에너지를 품고 있는 겔 상태를 유지하고 있습니다. 겔 상태에서 충격을 받으면 가지고 있던 열을 방출하면서 다시 고체 상태로 돌아가고, 주머니 안에 똑딱이 금속 단추가 충격을 발생시키는 역할을 하게 됩니다.
활성탄의 역할
핫팩의 재료 중에 활성탄은 주요 성분이 탄소입니다. 활성탄의 원료는 목재, 톱밥, 야자열매껍질, 리그닌, 소의 뼈, 혈액, 이탄, 갈탄, 토탄, 활성화 석탄 등이 있습니다. 원료를 탄화한 후에 활성화를 거처 정제합니다. 분말 활성탄과 입자 활성탄으로 구분되고, 입자 활성탄은 다시 입자탄과 파쇄탄으로 나누어집니다.
활성탄은 핫팩 안의 철 가루와 반응하며 산화작용을 일으킵니다. 철 가루가 산화되는 과정에서 열이 발생하게 되는데, 가장 중요한 역할 중에 한 가지를 활성탄이 하게 되는 것입니다.
산화 작용
분자, 원자 또는 이온이 산소를 얻거나 수소 또는 전자를 잃는 것을 말하고, 반대의 경우는 환원 작용이 되는데, 사실상 전자의 이동이 있는 것은 아닙니다. 핫팩에서는 산화 작용을 이용하게 되는데, 사실상 산화 작용과 환원 작용이 동시에 일어나고, 그 결과로 에너지가 발생하게 됩니다. 이런 작용은 느리게 발생할 수 있지만, 연료가 연소되는 것과 같이 빠르게 일어나기도 합니다. 적절한 조절을 통해서 핫팩으로 이용이 가능한 것입니다.
주의사항
저온 화상의 위험이 있습니다. 피부에 직접 닿지 않게 하는 것이 좋습니다. 전열기구 근처에서 사용할 경우 일반적인 온도보다 높아질 수 있어 주의가 필요합니다. 30℃ ~ 70℃ 정도의 온도는 피부가 느끼기에 뜨겁게 느껴지지 않아 장시간 노출 될 경우 화상을 입을 수 있습니다.
제품을 사용하기 전에 개봉하지 않습니다. 핫팩 내부에 철 가루가 샐 수 있으므로 주의가 필요합니다. 철가루는 호흡기에 안 좋은 영향을 줍니다. 내용물은 분해하거나, 먹어서는 안 되고, 아이들이 가지고 노는 장난감이 아니라는 점을 교육해 주어야 합니다.
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