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쿨매트
쿨매트(cool mat)는 냉각 기능이 있는 젤 따위의 소재가 속에 들어 있어서 체감 온도를 낮추어 주는 매트를 말한다. 주로 여름철에 숙면을 위해 사용한다.
개요
쿨매트는 특수 냉매(젤)를 넣어 만든 깔개를 말한다. 누워자는 용도로 쓰이면 쿨매트, 앉아서 쓰는 용도면 쿨방석이라는 이름으로 많이 팔린다. 매트리스와는 다르며 무더운 여름 침대나 바닥 위에 놓고 시원하게 사용한다. 전기로 작동되는 순환식 냉수매트와는 달리 전기가 없어도 사용이 가능하며, 충전재가 냉매 젤 타입이거나 커버 재질이 냉감 기능성 원단으로 제작되어 체감온도를 낮춰주는 효과가 있다. 냉매 젤 타입 쿨매트는 냉동실에 얼릴 필요 없이 서늘한 곳에 보관 후 사용하며, 물기가 생기지 않아 쾌적하게 사용할 수 있다는 장점이 있으나 30분~1시간만 사용해도 젤이 냉기를 잃어 장기간 사용하기에는 부적합하다는 단점이 있다.
이를 보완하여 최근에는 침구의 커버 소재를 만지는 순간 시원함을 느낄 수 있는 '접촉 냉감' 기능이 포함된 소재인 듀라론, 포르페 등의 기능성 소재가 인기를 얻고 있다. 접촉 냉감의 정도는 'Q-Max'로 측정되며, 높을 수록 시원함을 의미한다. Q-Max 열의 이동량을 알기 쉽게 수치로 표기한 것이며 0.2 이상일 경우 접촉 냉감 원단으로 간주한다. 냉매 젤 타입 쿨매트는 대부분 커버 소재가 방수이기 때문에 오염되어도 물티슈 등으로 간단하게 닦아 주면 된다. 냉감 패드는 커버 소재가 기능성 원단이기 때문에, 오랫동안 냉감 기능을 유지하려면 찬물에 세탁하고, 건조기 사용 금지를 권장한다. 냉매 젤 타입 쿨매트의 경우, 제조사별로 표기된 사이즈와 일반적인 침구류의 사이즈가 다른 경우가 많으며 구매 시 실측 크기를 확인해야 한다.[1][2]
원리
냉장고랑 살짝 비슷하다.
- 체온이 매트의 냉매에 흡수되고, 매트위에 있는 사람은 시원함을 느낀다.
- 매트로 흡수된 열은 젤이 피부와 맞닿지 않은 면으로 이동한뒤 공기와 접촉하면서 빠져나간다.
- 사람이 뒤척이면서 열이 빠져나간 젤위로 올라간다.[2]
단점 및 주의사항
1. 무더운 환경에 오래 두면 시원함을 느낄 수 없다. : 열역학 법칙에 따라서, 쿨매트가 강제로 주위 온도보다 낮음을 유지할 수는 없다. 열이 적어 시원한 곳(냉장/냉동고 등)에서 보관해 두었다가 사용하는게 좋다. 열 발산을 빠르게 유도하기 위해 에어컨, 선풍기를 같이 사용하면 좋다. 마찬가지로 쿨매트 위에 눕고 이불을 덮으면 열이 빠져나가기는커녕 체온과 이불의 콜라보레이션으로 인해 쿨매트 내부에 열이 축척, 보존된다.
2. 장시간 사용시 시원하지 않다. : 젤에 들어간 열이 피부와 닿지 않은 공간에서 열을 공기중으로 보내는 작업이 반드시 필요한데, 이를 막았기 때문에 나타나는 현상이다. 적당히 뒤척여주고, 젤을 안 뭉치게 잘 풀어주면 된다. 또 체중으로 심하게 눌리다 보면 젤이 옆으로 완전히 빠져나가서 그냥 방석이 되는 경우가 있다. 이러면 오히려 옷을 껴입은 것처럼 되기 때문에, 반드시 젤을 고르게 펴 줘야 한다.
3. 옷입고 사용하면 오히려 덥다. : 어지간히 시원한 옷감이 아닌 이상 옷은 열을 가두는 효과를 일으키기 때문에 당연한 현상이다. 맨살에 닿게 하거나, 굉장히 얇은 옷, 모시같이 구멍이 숭숭 난 옷을 입고 누워야 한다.
4. 무겁다. : 그만한 부피의 물침대보다 무겁다.
5. 세탁 불가. : 세탁은 겉면 닦기식이다. 평소엔 젖은 수건, 천으로 닦아 관리하고 너무 더럽다면 중성세제 푼 물로 세척한다. 그리고 직사광선을 피해 서늘하고 풍이 잘 되는 곳에서 말린다. 시원한 재질의 천을 매트 커버처럼 씌워서 사용하면 오염을 최소화할 수 있다.
6. 무리한 힘을 가하지 않기 : 특히 쿨방석처럼 작은 면적에 많은 냉매가 들어있는 경우, 냉매를 옮기기 위해 발로 막 누르다 보면 터지기 쉽다. 손으로 지긋이 눌러서 냉매를 이동시켜야 한다.
7. 사용체적보다 커야 한다. 2번과 관계있는데, 기본적으로 쿨매트의 원리가 '외부의 공기와 접촉'을 전제로 하므로 매트(방석)보다 몸(닿는면)이 클 경우 아무런 효과가 없다. 쿨매트 관련 상품이 여러가지(매트, 베개, 방석 등)가 있는데, 이 문제 때문에 사용시 장시간 몸이 고정되는 방석의 경우 그 효과가 나머지 제품에 비해 낮다. 보통 매트는 1,2인으로 판매하는데, 다수의 리뷰를 보면 세로로 길게(몸의 형태에 맞게) 사용하는 경우가 많다. 하지만 그럴 경우 열이 빠질 공간이 적어서 효과가 낮다. 제품 광고사진처럼 사용시 '가로로 길게' 설치하고 사용하는 것이 맞다.
8. 수명이 짧다. : 보통 다음해 여름에 사용하려고 보면 냉매가 없다. 딱 한철만 쓰고 버린다고 생각해야 한다.[2]
쿨토시와 쿨매트
여름 아웃도어, 스포츠 의류 시장은 그야말로 냉전(冷戰)이다. 더 '시원하게!'를 외치며 앞 다투어 제품을 내놓고 광고에 열을 올린다. 사용했다는 소재며 기법이 제각각이라 소비자들은 혼란스럽다. 업체별로 개발해 홍보하는 터라 기능성을 입증할 만한 공통의 수치나 테스트 결과도 없다. 선전은 요란한데 제품을 선택할 기준은 쉽게 보이지 않는 것이다. 매년 심해지는 무더위에 냉감(冷疳) 소재에 관한 특허도 빠르게 늘고 있다. 2006년까지는 한 해 1~2건에 불과하던 특허출원이 최근 몇 년 간은 한해 9건 정도 늘었고, 분야도 의류와 원단 외에 매트, 방석, 모자 등으로 다양해지고 있다고 한다.
냉감 원단은 땀 흡수가 빠르고, 금방 마르며, 바람이 잘 통하는 특성을 갖고 있다. 대표적인 냉감 섬유로 쿨맥스(Coolmax)가 있다. 섬유 단면이 직사각형이라 단면이 둥근 일반 섬유보다 습기를 빠르게 배출한다. 새로 주목받는 소재 중 하나인 아스킨(Askin)은 독특한 횡단면 구조를 지닌 폴리에스터 섬유다. 피부와의 접촉면이 넓어 열을 빠르게 방출하고 빨리 마르는 특성에 자외선 차단 기능까지 갖춰 스포츠 의류와 수영복 외에도 커튼 등의 생활용품 소재로 쓰인다.
주위 열을 흡수하는 열흡수성 냉감 소재도 있다. 상변환물질(Phase Change Material, PCM)이라 불리는 것으로 상온에서는 고체로 존재하다 주변 온도가 오르면 형태가 변하면서 열을 흡수하며 녹는 성질이 있다. 주변 온도가 대략 28℃를 넘으면 열을 흡수해 녹기 시작한다. 1988년 미국항공우주국(NASA)의 우주복을 위해 처음 개발됐다. '쿨매트'와 '쿨토시' 등도 이 소재를 이용한다. 이 소재를 마이크로미터(μm) 크기의 캡슐로 만들어 의류에 삽입하는 제품들도 선보이고 있다. 의류 외에도 방열이 필요한 전자제품이나 벽지 등 활용도가 다양하다.
쿨토시의 기본적인 원리는 기화열이다. 기화열이란 액체가 증발하면서 기체가 될 때, 표면의 열을 가져가는 것이다. 뜨거운 여름날, 마당에 물을 뿌리는 것과 같은 원리다. 뿌려놓은 물이 마를 때, 기체로 변하면서 주위의 열을 흡수하면서 시원함을 느낄 수 있다. 쿨토시도 안의 땀이 마르면서 기체로 변하는데, 이 때 열을 흡수하면서 시원함을 느낄 수 있는 것이다. 쿨매트는 상변환물질의 성질을 이용한 냉각젤에 의한 것이다. 흡열과 발열을 조절하는 냉각젤로 만들어져, 체온이 닿으면 열을 흡수하면서 온도가 내려가는 것이다. 일정시간(보통 1시간)이 지나면 냉각젤의 냉기가 소진돼 시원함이 떨어진다.
그 밖에도 업체마다 개발한 새로운 제품들이 저마다의 이름을 달고 '쿨한' 춘추전국을 이루고 있다. SF영화 속 주인공들처럼 계절과 날씨에 상관없이 1년 내내 한 벌로 버티려면 더울 때는 시원하게, 추울 때는 따뜻하게 해줄 만능 온도조절 의류가 필요하다. 미국 메사추세스공과대학(MIT) 대학원생인 크란티 키란 비스타쿨라가 개발한 옷에서 그런 미래를 그려볼 수 있다. 비스타쿨라는 컴퓨터와 같은 전자기기 냉각 장치에 사용되는 ‘펠티에 효과’를 이용해 의류를 개발했다. 펠티에 효과는 두 종류의 금속 접합부에 전기가 흐를 때 한 쪽은 온도가 올라가고 한 쪽은 내려가는 현상이다. 비스타쿨라는 별도의 냉각팬 없이 초소형 장치로 0~100℃까지 4단계 온도 조절이 가능한 의류를 개발했다고 밝혔다. 그는 인도 하이데라바드 지역에 다마이노베이션(Dhama Innovations)이라는 회사를 차리고 의류와 의료기기를 생산, 판매하고 있다.
하지만 자연은 미래의 의류를 찾기 위한 놀라운 답을 이미 알고 있었다. 사하라 사막의 연평균 온도는 대략 27℃지만, 여름철 한낮에는 50℃까지 치솟는다. 이곳에 사는 사하라 은색 개미는 최대 53.6℃의 온도를 견딜 수 있다. 10mm 정도의 몸은 미세한 털로 덮여 있는데, 삼각형으로 된 독특한 단면의 털은 태양빛을 반사할 뿐 아니라 이미 흡수한 열도 방출하는 기능이 있다. 한편 고려대학교 윤석구 교수 연구팀은 2014년 호주에 사는 악마가시 도마뱀의 피부에서 영감을 얻어 소형 전자 기기의 방열필름을 디자인 했다고 밝히기도 했다. 지구 기온의 상승과 전자기기 소형화 등으로 다양한 분야에서 냉각 기술의 중요성이 커지고 있다. 건물 지붕에서 차량, 대규모 공업단지에서 초소형 전자기기까지 더 시원해져야 한다는 게 화두다. 우리 몸을 둘러싼 것들 역시 마찬가지다. 이불, 옷, 모자, 신발에서 피부에 직접 닿는 화장품까지 '쿨'과 '아이스'를 내세운 상품들이 목소리를 높인다. 효과가 검증되지 않았다 해도 선뜻 혹할 만큼, 지금은 무더운 여름이다.[3]
동영상
각주
참고자료
- 〈쿨매트〉, 《네이버 국어사전》
- 〈쿨매트〉, 《쇼핑용어사전》
- 〈쿨매트〉, 《나무위키》
- 〈쿨토시와 쿨매트로 여름을 시원하게!〉, 《KISTI의 과학향기 칼럼》
같이 보기
