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알림사항 - 인사(채용정보): 국민의 알권리를 위하여 더 많은 정보를 투명하게 보여드리겠습니다.

인사동정, 채용정보 탭


인사동정 글내용
제목 새롭게 각광받는 스포츠 신소재, 티타늄
담당부서 담당자 작성일 1999-06-23
조회 5470
┌─────────────────────────────────┐
│   무기금속소재, 티타늄은 전자재료, 선박, 항공기의 동체 프레임등에│
│ 사용됨은 물론이고 골프클럽헤드 및 신개념의 골프공에까지 적용되어 │
│ 메이커들의 신제품 개발경쟁을 부추기고 있다.                      │
│   이러한 제품들은 비거리 향상 및 볼의 안정성을 증대시킨 획기적인 │
│ 특성을 보여주고 있으며, 나아가서는 스포츠분야는 물론이고 인공관절│
│ 같은 생체재료에까지 적용될 수 있는 소재로 그 범위를 넓히고 있다. │
└─────────────────────────────────┘


1. 무기금속재료의 현황

무기금속화합물 시장은 전자재료, 제지펄프, 건축재, 빌딩재료, 페인트에서
부터 스포츠분야에 이르기까지 매우 폭넓다. 최근 고순도 초미립자 입자 
기술로 인해 개발된 무기신소재는 새로운 특성을 가진 하이테크분야로 전개
되고 있으며 특히 미래문화산업인 골프분야에서 메이커들의 신제품 개발경쟁
을 야기하고 있다.  골프클럽헤드와 골프공에 사용되는 소재는 비거리와 
직접적인 관련성이 있기 때문에 관심의 초점이 되고 있으며 특히 무기금속
재료인 티타늄을 응용한 기술이 다양하게 개발되고 있다.

2. 티타늄 소재의 특징

티타늄(Titanium)은 원소기호 Ti, 원소번호는 22, 중량은 47.90으로 강한 
산성 및 알칼리에서도 부식되지 않고 스테인레스 스틸과 비교하여 강도 또한 
매우 높아서 전차, 군함, 항공기등의 동체 프레임, 선박의 프로펠러, 의료
기기 및 인공관절 같은 생체재료에도 많이 사용된다.

이러한 장점때문에 골프클럽의 헤드소재로 티타늄이 사용되었고 메탈티타늄
을 거쳐 지금은 머레이징, 리퀴드메탈, 티탄신합금등으로 다양화되고 있다. 
이들 소재를 이용한 클럽은 종전 제품에 비해 저밀도임에도 불구하고 비거리
가 월등하고 타구감이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 

구체적으로 살펴보면, 클럽헤드 소재로서 사용되는 티탄신합금은 기존의 
알파계열 티타늄(알루미늄 6%, 바나듐 4%포함)과는 달리 티타늄에 다양한 
금속을 혼합한 베타계열의 티타늄을 일컫는데 주로 일본에서 개발되었다. 
베타계열 티탄은 10-2-3(바나듐 10%, 철 2%, 알루미늄 3%)과 15-5-3(몰리브
덴 15%, 지르코늄 5%, 알루미늄 3%)티타늄으로 새로운 금속들이 많이 포함
되어서 강도를 40%이상 높일 수 있고 헤드 두께를 얇게 할 수 있어서 그 
무게를 골고루 분산시켜 반발력을 극대화하게 되고 비거리도 증가하게 된다. 

또 다른 신소재로써 머레이징이 사용되고 있는데 이는 철(67%) 니켈(18.5%) 
코발트(9%) 몰리브덴(4.8%)의 특수합금으로 티타늄보다 강도가 3배 정도이다. 
이 소재는 탄도가 높아서 비거리 향상은 물론이고 방향성을 모두 만족시킬 
수 있다. 미국의 T사, 일본의 B사가 이 소재를 개발했다.

리퀴드메탈은 미국 칼텍에서 개발한 첨단소재로 티타늄, 지르코늄, 니켈, 
구리, 베릴륨의 합금이다. 기존 금속과는 다른 원자구조 배열을 가지고 있
어서 티타늄보다 강도도 2∼3배 높고 특히 에너지 전달력이 최고라는 평가
를 받고 있다.

그리고 골프공의 소재로는 기존의 유기고분자 수지물와 고무같은 충진제등
을 사용하여 제조하는데, 최근에 와서 티타늄같은 금속미세분말을 일정량 
연질 합성수지와 혼합하여 코아와 외부커버사이에 있는 중간커버로 구성된 
신개념의 골프공은 티타늄의 비중 때문에 무게중심이 외측으로 몰려서 원
심력이 최대한 발생하게 되고 공의 착지시에 정확도가 높아져서 볼컨트롤
과 비거리가 향상된다.

3. 특허기술 및 제품동향

골프용품의 티타늄소재 개발에 있어서 일본이 미국보다 출원이 2배이상 많
으며 전체적으로는 1996년도에 집중적으로 출원이 증가했음을 알 수 있다. 
이는 티타늄 소재의 가공기술이 더한층 진보되었고 신합금이 개발되었기 
때문이다. 그리고 표1에서 보여주듯이 국내에서는 클럽헤드의 소재에 대한 
특허는 전무하고 헤드의 모양과 형태에 대한 것들이 주를 이루고 있으며 
골프공, 골프연습기 및 볼공급장치등과 같은 보조 용품에 대한 발명들이 
편중되어 있어서 향후 소재에 대한 연구개발이 반드시 필요하다고 본다.  

한편 국내의 Fantom사는 기존의 골프공과는 다르게 중간층(내부커버)에 
티타늄을 혼합하여 제조한 특허를 1건 출원하였고 Top-Flite, Dunlop, 
UMX, Parmax같은 회사에서도 유사한 개념의 골프공을 제조하여 상품화에 
성공하였다.


               년도별 골프용품의 티타늄소재 출원동향.

┌────┬────┬─────┬────┬────┬─────┐
│   연도 │ 1994   │  1995    │  1996  │  1997  │  합계    │
│ 국가   │        │          │        │        │          │
├────┼────┼─────┼────┼────┼─────┤
│ 국내   │  0     │   0      │  1     │   1    │   2      │
├────┼────┼─────┼────┼────┼─────┤
│ 미국   │  7     │   5      │  10    │   3    │   25     │
├────┼────┼─────┼────┼────┼─────┤
│ 일본   │  11    │   9      │  30    │   11   │   61     │
├────┼────┼─────┼────┼────┼─────┤
│  계    │  18    │   14     │  41    │   15   │   88     │
└────┴────┴─────┴────┴────┴─────┘


4. 향후전망

무기금속재료 티타늄은 스테인레스 스틸과 비교해서 보다 저밀도이면서 강
도가 강하여 전자부품의 복합재, 선박, 항공기의 동체 프레임에는 물론이고 
골프나 등산용품에도 새롭게 응용되고 있다.

특히 골퍼들에게 티타늄 소재의 클럽헤드는 비거리 향상과 부드러운 탄도감
을 느낄 수 있는 최적의 제품이고 티타늄 금속분말이 혼합된 신개념의 골프
공에서도 관성모멘트, 스핀력, 퍼팅시 굴림성등의 획기적인 증가로 볼컨트롤
이 더욱 안정되어 많은 주목을 받고 있으며 앞으로 이를 바탕으로 한 새로운 
가공기술과 신합금 재료가 지속적으로 개발될 전망이다.

이러한 특수합금소재들의 개발은 다른 소재보다도 우수한 특성을 가지고 
있기 때문에 스포츠분야 뿐만 아니라 의료용 도구 및 인공관절이나 임플란
트 같은 생체재료에도 적용될 가능성이 높지만, 현재 국내의 무기금속분야 
소재개발은 미비한 편이며 다가올 미래산업을 위해 많은 연구개발이 이루
어져야 할 것이다.

* 문의 : 심사3국 무기화학심사담당관실 반용병심사관. T. 042)481-5566
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