Earticle

초록

영어

Purpose: This study evaluates the feasibility of utilizing polybutylene terephthalate (PBT) fibers in cosmetic products such as artificial eyelashes and makeup brushes by incorporating reduced graphene oxide and modifying fiber cross-sectional geometry to improve lightness, adhesion strength, mechanical properties, ultraviolet (UV) shielding, and dimensional stability. Methods: Graphene was integrated into the PBT polymer, and fibers with circular and cross-shaped cross sections were fabricated. These fibers were assessed for lightness, adhesion strength, tensile strength, and elongation at break. Additionally, dimensional stability under dry heat and hot water, UV shielding efficiency, and antifungal performance were evaluated. Results: The transition from circular to cross-shaped fiber geometry reduced fiber mass, enhancing lightness. Improved interfacial contact during bonding resulted in increased adhesion strength. The incorporation of graphene, even in small quantities, significantly enhanced tensile strength and elongation, maintained dimensional stability under thermal and hydrothermal conditions, and imparted effective UV shielding and antifungal properties. Conclusion: The synergistic effect of graphene incorporation and cross-shaped fiber design significantly improved the lightness, adhesion strength, mechanical performance, dimensional stability, UV shielding, and antifungal activity of PBT fibers, indicating their practical applicability for cosmetic applications.

한국어

목적: 본 연구는 PBT 섬유에 환원된 산화 그래핀을 복합화하고, 섬유의 단면 형상을 조절하여 경량화, 접착 강도, 기계적 물성, 자 외선 차단성, 항곰팡이 특성을 향상시킴으로써 미용 제품용 소재로의 활용 가능성을 평가하는 것에 목적이 있다. 방법: 그래핀을 PBT 고분자에 복합화하고 섬유 단면을 원형 및 십자형으로 제작한 후, 섬유의 경량성, 접착강도, 인장강도, 신도를 분석하였다. 또 한, 건열 및 열수 환경에서의 치수안정성, 자외선 차단성과 항곰팡이 효과를 평가하였다. 결과: 섬유 단면 형상이 원형에서 십자형 으로 변할수록 섬유의 중량이 감소하여 경량화되었으며, 접착 시 섬유 계면의 상호작용 증가로 인해 접착강도가 향상되었다. 또한, PBT 섬유에 소량의 그래핀을 첨가함으로써 인장강도 및 신도가 개선되었으며, 건열 및 열수 환경에서 치수가 안정적으로 유지되 고, 자외선 차단성과 항곰팡이 효과가 확인되었다. 결론: 그래핀 복합화 및 십자형 이형 단면 설계는 섬유의 경량화, 접착강도, 기계 적 물성을 효과적으로 향상시켰으며, 치수 안정성, 자외선 차단성, 항곰팡이 효과 또한 확보하였다. 이를 통해 미용 제품용 인조 속 눈썹, 메이크업 브러시 섬유로의 실용적 활용 가능성이 기대된다.

중국어

目的: 评估将PBT纤维与还原氧化石墨烯复合并控制纤维的横截面形状以改善减重、粘合强度、机械性能、紫外 线防护和抗真菌性能，从而将其用作化妆品材料的可能性。方法: 将石墨烯与PBT聚合物复合，并将纤维截面制 成圆形和十字形后，分析了纤维的轻度、粘合强度、拉伸强度和伸长率，并评估了其在干燥和水热环境下的尺 寸稳定性、紫外线阻隔性能和抗菌效果。结果: 随着纤维截面形状由圆形变为十字形，纤维重量减轻，且由于粘 合过程中纤维界面相互作用增强，粘合强度提高。此外，在PBT纤维中添加少量石墨烯，提高了拉伸强度和伸 长率，在干热和水热环境中尺寸保持稳定，并证实了其具有防紫外线和抗菌效果。结论: 石墨烯复合材料及十 字形异形截面设计有效提升了纤维的减重、粘合强度和力学性能，同时确保了尺寸稳定性、防紫外线和抗菌性 能。该纤维有望作为美容产品中的假睫毛和化妆刷纤维获得实际应用。

목차

Abstract
Introduction
Methods
1. 재료
2. 시료 제작
3. 단면 분석
4. 중량 측정
5. 접착강도
6. 기계적 물성 분석
7. 치수변화율
8. 자외선 차단 성능
9. 항곰팡이 시험
Results and Discussion
1. 그래핀 복합화 및 섬유 단면 형상 조절에 따른 단면 분석
2. 섬유 단면 형상 조절에 따른 경량화
3. 섬유 단면 형상 조절에 따른 접착강도
4. 그래핀 복합화 및 섬유 단면 형상에 따른 기계적 물성
5. 치수안정성
6. 그래핀 첨가에 의한 자외선 차단 성능
7. 항곰팡이 특성
Conclusion
References
국문초록
中文摘要

키워드

그래핀 복합 섬유 코스메틱 소재 속눈썹 브러시 물성 강화 Graphene composite fibers Cosmetic materials Eyelashes Brushes Mechanical reinforcement 石墨烯复合纤维，化妆品材料，睫毛，刷子，性能增强

저자

• Sujin Cha [ 차수진 | Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea ]
• Jong Bin Baek [ 최원철 | BBC Company Limited, Daejeon, Korea ]
• Wonchul Choi [ 백종빈 | Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea ]
• Jung Chon Kim [ 김중천 | LNC International Company Limited, Seoul, Korea ]
• Sang Ouk Kim [ 김상욱 | Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea/KAIST Institute for Nanocentury, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea/Materials Creation, Seoul, Korea ] Corresponding Author

참고문헌

발행기관

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