핫팩 손난로 성분과 원리 (feat. 핫팩 발명가, 버리는 방법)

추운 겨울철 야외활동 필수 아이템 핫팩! 어린이, 군인, 캠핑족 할 것 없이 편하게 사용하고 버리는 일회용 핫팩! 이 핫팩은 어떻게 뜨거워지는지 핫팩의 성분과 원리, 핫팩 버리는 방법 등 궁금한 점들에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

Index

핫팩의 역사

 

니이치 마토바

 

핫팩을 발명한 사람은 니이치 마토바(NIICHI Matoba)라는 일본인입니다.

 

1912년 백금 촉매 기술로 포켓 워머를 발명했으며 당시 혁신적인 기술로 산화 반응은 강렬한 열을 발생시키고 반응은 백금 촉매 작용에 의해 발생하게 됩니다. 이 발명은 현재에도 여전히 사용되고 있으며 이러한 촉매는 화학 공장에도 도입되었다고 합니다.

 

 

 

핫팩의 원리

 

핫팩의 원리는 철(Fe)의 산화 발열 반응입니다.

 

핫팩의 주성분은 철가루, 활성탄, 소금, 수분, 질석, 톱밥으로 만들어집니다. 핫팩을 주무르거나 흔들면 안에 있는 철가루와 산소가 만나 산화반응을 일으키고 온도가 30~60도까지 올라가게 됩니다.

 

철과 산소가 반응물질이고 산화철은 생성물질입니다.

철과 산소가 가지고 있는 에너지의 합이 산화철이 가지고 있는 에너지보다 크기 때문에 그 차이만큼 에너지가 방출되는 것인데 이때 방출되는 에너지의 대부분이 열에너지이기 때문에 주변의 온도가 올라가는 발열반응이 되는 것입니다.

 

우리 주변에서 못이나 철 제품이 녹이 스는 것이 모두 산화반응이며 열을 발생하지만 녹이 스는 과정이 오래 걸리기 때문에 발열반응은 우리 일상생활에서 인식하기 어려운 것입니다.

 

하지만 핫팩의 경우 매우 미세한 철가루를 사용하기 때문에 표면적이 상대적으로 넓어서 공기와 쉽게 접촉하여 산화반응이 빨라지게 되며 소금과 활성탄도 산화반응이 빠르게 일어나는 것을 도와줍니다.

 

핫팩의 대부분이 최대 6~12시간 정도 열이 지속되지만 철가루를 사용하는 핫팩의 경우 발열반응이 일어나 산화철로 바뀌게 되면 철이 완전히 녹슬었기 때문에 더 이상 산화반응이 일어나지 않게 됩니다. 이것이 더 이상 재사용이 되지 않고 일회용인 이유인 것입니다.

 

산소와 반응하는 철가루의 특성을 이용하여 곡물포대 안에 핫팩을 넣고 공기를 뺀 뒤 밀봉하면 산소를 제거하여 곡물을 장기 보관하기도 합니다. 같은 원리로 냉동피자나 비엔나소시지 같은 포장지 안에 보존제로 자그맣게 들어있는 경우도 있습니다.

 

 

 

핫팩이 포장을 뜯어야 열이 나는 이유

 

핫팩의 원리에서 설명했듯이 핫팩의 성분 중 철가루는 열을 발생시키기 위한 성분이고, 소금과 활성탄은 열을 내는 화학적 반응을 도와줍니다.

철가루가 비닐포장에서 나오면 공기와 만나 산화하게 되면서 화학반응에 의해 열이 발생합니다. 그렇기 때문에 포장을 뜯기 전 산소와 차단이 돼 있기 때문에 발열반응이 일어나지 않게 되는 것입니다. 

 

 

 

핫팩을 조금 더 오래 사용하려면?

 

• 핫팩의 원리를 응용하여 공기가 안통하도록 비닐로 꼭 묶어두면 열이 식어버립니다. 다시 비닐을 뜯으면 산화하면서 발열되기 때문에 여러 번 나눠 오래 사용할 수 있습니다.
• 지퍼가 달린 주머니에 넣는다면 지퍼를 전부 닫지 말고 공기가 통하도록 약간만 열어두면 조금 더 오래 사용할 수 있습니다.

 

 

핫팩 사용 시 주의사항

 

핫팩_주의사항

 

1. 핫팩을 주무르거나 강제로 흔들지 마세요.
2. 피부에 직접적으로 부착 시 저온화상의 위험이 있을 수 있습니다.
3. 침구 안에서 사용하는 경우 통상적인 온도보다 온도가 상승할 수 있습니다.
4. 유아, 피부가 약한 분, 신체가 부자유스러운 분의 경우 사용에 주의하여 주세요.
5. 전기장판 및 전기스토브 등의 난방기구와 함께 사용하지 마세요.

 

이밖에 수면 중에는 핫팩을 치울 수 없으므로 직접 피부에 닿지 않게 하는 것도 중요해 보입니다.

 

 

핫팩 버리는 법

 

핫팩_성분

 

핫팩 내부의 철가루 등 성분들과 포장재(부직포)는 모두 재활용이 불가능합니다.

 

포장재는 합성섬유로 플라스틱 같은 화학소재입니다. 포장재를 뜯지 않고 종량제 봉투에 넣어 버리시면 됩니다. 여행이나 캠핑 가서 자연에 철가루를 흘리거나 버리고 오지 않고 종량제 봉투에 넣어 버리는 방법이 전부라는 게 약간은 아쉽네요.

 

 

 

핫팩 대체제품은?

 

핫팩을 친환경으로 대체할 수 있는 제품으로는 물을 데워서 사용하는 실리콘 핫팩과 전기 충전식 핫팩 등이 있습니다.

 

끓는 물에 넣어서 사용하는 반영구적인 핫팩은 철가루를 사용하는 것이 아니라 녹는점이 58도인 아세트산나트륨을 활용한 제품입니다.

끓는 물에 넣으면 액체상태가 되지만 가만두면 상온에서도 고체가 되지 않고 과냉각 상태의 액체가 되는데 이것을 약간 흔들면 급격히 고체로 변하면서 응결 에너지를 외부로 방출하는 원리를 이용한 것이라고 합니다.

 

최근 다이소에 가보면 붙이는 핫팩, 방석 핫팩 등 핫팩의 종류도 다양해지고 있더라고요.

 

 

여기까지 핫팩의 원리와 주의사항, 버리는 법 등에 대해 알아보았는데요.

 

일회용 핫팩 잘 쓰고 있지만 생각보다 버리는 방법에서 철가루를 뜯어서 흘리지 않고 포장재 그대로 버리는 방법이 전부라는 게 환경에 약간 아쉽다는 생각이 드네요. 일본인 발명가보다 한국인이 좀 더 친환경적이고 휴대성이 좋으면서 효율적인 핫팩을 개발해 널리 이롭게 하기를 기대해 보겠습니다.

 

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