개요

자성 첨가제를 함유한 열가소성 수지를 사출 성형 공정으로 가공하여, 경량화와 내식성을 동시에 확보한 골프용 마커를 개발한 프로젝트입니다.
기존 금속 재질의 골프 마커가 가지는 무게와 부식 문제를 개선하고, 폴리머 기반의 자성 복합체(Magnetic Resin Composite) 를 적용함으로써 새로운 소재 솔루션을 제시하였습니다.

---

배경

최근 골프 액세서리 시장은 소형화와 개인화가 빠르게 진행되고 있습니다.
골프 마커는 단순한 표시 도구를 넘어 브랜드 아이덴티티와 사용 편의성을 중시하는 방향으로 발전하고 있습니다.

그러나 전통적으로 사용되어 온 금속 재질(스테인리스 스틸, 알루미늄 등)은

• 무게로 인한 휴대성 저하,

• 습기에 의한 부식 및 변색

자성을 유지하면서도 내환경성과 경량성이 우수한 수지 사출형 복합 마커입니다
자성 수지는 페라이트(Ferrite) 또는 희토류계 자성 분말(NdFeB)을 폴리머 매트릭스(ABS, TPU 등)에 분산시켜 제조하며, 사출 공정을 통해 대량 생산과 균일한 품질 확보가 가능합니다.

---

연구 

1. 재료 구성 

• 기지 수지(Matrix Resin): ABS

• 자성 첨가제(Magnetic Filler): 페라이트(Ferrite) 및 NdFeB 분말

• 첨가 비율: 0, 10, 20, 30 wt%

2. 사출 공정 조건 

• 사출기: 정밀 사출기

• 금형 온도: 40~80°C

• 사출 압력: 50~70MPa

• 냉각 시간: 20초

• 제품 사양: 직경 25mm, 두께 2.5mm 원형 마커

3. 분석 

• 기계적 물성 평가: 인장 강도, 충격 강도 (ASTM D638, D256)

• 자기 특성 분석: 비자화율(Mr), 보자력(Hc)

• 사출 품질 분석: 플로우 마크, 웰드 라인, 표면 평활도

• 표면 후처리: UV 프린팅을 통한 개인 맞춤형 디자인 적용

---

결과

1. 자성 첨가제 비율에 따른 특성 변화

   • 20 wt% 첨가 시 자속 밀도 120 mT 확보

   • 인장 강도는 15% 감소하였으나, 충격 강도는 유지

   • 30 wt% 이상에서는 유동성 저하로 사출 불량 발생

2. 사출 조건에 따른 자화 균일도

   • 금형 온도 60°C, 사출 압력 60 MPa 조건에서 자화 분포 균일도 최적화

   • 과도한 압력 시 자성 분말의 배향 불균일 발생

3. 제품 품질 및 외관

   • 사출 결함 최소화, 표면 평활도 확보

   • UV 프린팅 후 개인 맞춤형 그래픽 적용 가능

   • 금속 대비 무게 60% 감소, 내식성 대폭 향상

자성 수지 사출 공정으로 제작된 골프 마커는

경량화, 내환경성, 자기적 특성을 동시에 확보할 수 있음을 확인하였습니다.

이 기술은 단순히 골프 마커에 국한되지 않고,
웨어러블 디바이스, 스마트 스포츠 용품, 자기 부착형 액세서리 등
다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 제시합니다.

자성 수지 복합체의 산업적 활용 가능성을 검증하며,
플라스틱 사출 기술과 자성 소재 융합을 통한 차세대 스포츠 액세서리 개발 방향을 제시합니다.

---

요약