國聯(lián)質(zhì)檢|技術(shù)分享|一文淺析國內(nèi)化妝品包裝材料現(xiàn)狀

時間：2022-07-30作者：西安國聯(lián)質(zhì)量檢測技術(shù)股份有限公司瀏覽：188

摘要：隨著國內(nèi)化妝品包裝材料市場份額逐年遞增，越來越多的化妝品企業(yè)和消費(fèi)者都意識到包裝材料的安全性也至關(guān)重要，本文主要闡述了現(xiàn)有的化妝品包裝材料有哪些，并展開分析了玻璃包裝材料和塑料包裝材料的優(yōu)缺點(diǎn)以及相容性問題。




關(guān)鍵詞：化妝品、塑料包裝、金屬包裝、包材相容性

前言:

根據(jù)***二大市場咨詢公司Marketsand Markets日常發(fā)布的報告，**化妝品包裝市場規(guī)模預(yù)計將從2020年的494億美元（約合人民幣3455.1億元）增長到2025年的609億美元（約合人民幣4259.4億美元）[1]。我國2017年化妝品包材市場銷售規(guī)模從2017年72.8億件到2021年的93.8億件同比增長28.8%[2]。從需求角度看，中國國民消費(fèi)力的穩(wěn)步增長使包括珠寶首飾、化妝品等行業(yè)的市場規(guī)模在不斷增長，同時這些行業(yè)的市場競爭不斷加劇，勞動力成本不斷上漲，環(huán)保要求不斷提高，進(jìn)而催生了包括中**包裝材料、包裝設(shè)計、包裝制造領(lǐng)域的大量商機(jī)[3]。




化妝品包材除了具有良好的阻隔性，功能性及裝飾性也至關(guān)重要，化妝品包材形式多樣主要分為主包裝和輔料包裝兩大類。與化妝品直接接觸的部分稱為主包裝，各類玻璃瓶、塑料瓶、軟管[4]等如圖1所示；不直接與化妝品接觸的部分稱為輔料包裝，一般是各類包裝盒、化妝袋、紙質(zhì)標(biāo)簽等如圖2所示。

化妝品行業(yè)常用包裝材料研究現(xiàn)狀



現(xiàn)階段常見的化妝品包裝材料主要有四大類：玻璃包裝、塑料包裝、金屬包裝及軟包裝[5]。其中，玻璃包材在化妝品中主要用于膏霜瓶、精華液、爽膚水、精油瓶等領(lǐng)域，玻璃包材主要由主料、輔料、特殊用料三大類組成[4]；塑料包材在化妝品領(lǐng)域主要用于軟管、膏霜瓶、吹瓶、泵頭、外蓋等[4]；金屬包材阻隔性較好，尤其是鋁材對水和氧氣的阻隔能力非常強(qiáng)，對于內(nèi)裝物可以起到較好保護(hù)作用[4]，在化妝品領(lǐng)域主要用于一些精油添加類護(hù)膚品、彩妝包裝盒等。其中塑料是化妝品包裝的主要材質(zhì)，占據(jù)市場份額**過70%（如圖3所示）[5、6]。




化妝品環(huán)境包裝材料




玻璃包裝材料包裝的產(chǎn)品具有無毒、無味、透明美觀、阻隔性好、耐壓、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)[7]，相對于塑料、紙質(zhì)、金屬等包裝材料，玻璃包裝材料化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，是現(xiàn)階段較安全的一種包裝材料。




玻璃包裝常見類型




玻璃包裝材料在化妝品中主要用于膏霜瓶、精華液、爽膚水、精油瓶領(lǐng)域。日常生活中的玻璃大多是以SiO2為主要成分的硅酸鹽玻璃，屬Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)。普通玻璃組成含有Na2O（12%~16%），CaO（6%~12%），SiO2（66%~75%），還有少量Al2O3,MgO等氧化物，屬鈉鈣系玻璃。又稱Na、Ca、Si玻璃（蘇打玻璃、石灰玻璃）、瓶罐玻璃、器皿玻璃，玻璃類包材主要由主料、輔料、特殊用料三大類。主料主要包括硅砂（或石英粉）、純堿（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）;輔料主要包括澄清劑（一般為硫酸鹽）、助溶劑（一般為硝酸鹽、硫酸鹽）；特殊用料（一般是氧化劑、物理脫色劑）[8]。




玻璃包裝優(yōu)缺點(diǎn)




玻璃包裝是包裝業(yè)中四大材料之一，市場份額占比15%。玻璃由于其自身的優(yōu)良特性以及制造工藝的不斷改進(jìn)，現(xiàn)階段玻璃包裝材料依然能夠滿足食品、醫(yī)藥等大部分行業(yè)的應(yīng)用[9]。玻璃包裝材料主要具有以下有點(diǎn)：




玻璃材料具有優(yōu)良的保護(hù)性能，不透氣、不透濕，有紫外線屏蔽性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，無毒無異味，有一定的力學(xué)強(qiáng)度，能有效保存內(nèi)裝物；




玻璃透明性好，易于造型，可以達(dá)到美化商品的功能；




玻璃包裝材料可塑性較強(qiáng)，可以制成各種樣式的包裝材料，較大程度上滿足商品的多樣性；




玻璃的強(qiáng)化、輕量化技術(shù)以及復(fù)合技術(shù)已有一定發(fā)展，加強(qiáng)了對包裝的適應(yīng)性，尤其在一次性的包裝材料中，玻璃材料有強(qiáng)檔的優(yōu)勢。




玻璃包裝材料也存在著耐沖擊強(qiáng)度低，碰撞時易破損，運(yùn)輸成本高，良好的透光性會使內(nèi)裝物變質(zhì)等缺點(diǎn)：




首先，環(huán)境污染嚴(yán)重，我國的硅質(zhì)原料開采中，有10%~15%可用礦石被丟棄，硬質(zhì)砂巖出產(chǎn)率平均不**過60%，石英砂選礦后產(chǎn)出率不**過70%，礦產(chǎn)綜合利用率很低。**上每噸日用玻璃耗費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)煤為160kg~200kg，而我國為380kg~400kg，電能的消耗也大于**標(biāo)準(zhǔn)，綜上所述過高的能耗和資源消耗對環(huán)境污染較為嚴(yán)重。




如原料加工處理過程中的有害粉塵、玻璃融化過程中排放的有害氣體、煙塵、廢渣等，加工過程排出的廢水、廢油等，都對自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重破壞；*二，生產(chǎn)效率較低，我國的玻璃包裝工藝水平落后，產(chǎn)品附加值低，產(chǎn)品設(shè)計缺乏創(chuàng)意，市場競爭力不足。我國在玻璃熔煉技術(shù)、玻璃成形工藝、原材料質(zhì)量控制等方面雖然**了較大的進(jìn)展，但是縱觀整個**商場我們與發(fā)大國家還是存在較大差距；*三，回收再利用率低，日本的玻璃回收率約為50%，德國的玻璃回收率約為80%，而我國的玻璃回收率僅20%，這樣會產(chǎn)生大量的廢棄物不利于我國的可持續(xù)發(fā)展[10-12]。




玻璃包裝材料相容性研究




我國關(guān)于玻璃包裝材料的法規(guī)主要集中在藥品和食品領(lǐng)域，如《直接接觸藥品的包裝材料和容器管理辦法》（國家食品藥品監(jiān)督管理局令*13號）[13]，《化學(xué)藥品注射劑與塑料包裝材料形容性研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》（國食藥監(jiān)注[2012]267號）[14]，《定量包裝商品計量監(jiān)督管理辦法》（總局令*75號）[15]，《農(nóng)產(chǎn)品包裝和標(biāo)識管理辦法》（農(nóng)業(yè)部令*70號）[16]，《出口商品運(yùn)輸包裝檢驗(yàn)管理辦法》（試行）[17]等，但是關(guān)于化妝品包裝材料的法規(guī)卻少之又少，關(guān)于化妝品玻璃包裝材料相容性的研究主要參考藥品、食品包裝檢測手段和方法[18]。




由于玻璃瓶罐在制作過程中添加較多的助劑，因此在玻璃類包材相容性檢測中。




首先檢測pH值、耐候性、瓶身震蕩后脫落程度等內(nèi)容；




其次，作為化妝品包裝材料，透明玻璃制品缺少一定的美觀性，在制作的過程中會添加Cu2O（使透明玻璃變成紅色），CuO（使透明玻璃變成藍(lán)綠色），CdO（使透明玻璃變成黃色）等金屬物質(zhì)[19]如圖4所示，因此檢測金屬物質(zhì)遷移進(jìn)入化妝品；




*三，玻璃包材中會使用橡膠材料的墊圈和密封墊，橡膠類物質(zhì)在合成過程中會加入各類助劑，因此檢測這些助劑是否遷移進(jìn)入化妝品也至關(guān)重要。




塑料包裝材料







塑料包裝是包裝業(yè)中四大材料之一占比25%，塑料包材在化妝品領(lǐng)域主要用于軟管、膏霜瓶、吹瓶（精華瓶、水劑瓶）、泵頭、外蓋等[9]。




塑料包裝常見類型




常見的化妝品塑料包材主要包括：聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯（PETG）、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚（ABS）等[2]。




（1）聚丙烯（PP），是丙烯通過加聚反應(yīng)合成的聚合物。為白色蠟狀材料，外觀透明而輕?；瘜W(xué)式為（C3H6）n，密度為0.89~0.91g/cm3，熔點(diǎn)189℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30~140℃。在80℃以下能耐酸、堿、鹽等多種**溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解[20]。




缺點(diǎn)主要包括：高溫剛性不足，低溫發(fā)脆；耐環(huán)境能力差，室外使用，易變黃變色發(fā)脆；抗拉強(qiáng)度的各向異性大，制品易變形，連續(xù)使用溫度低，不難長期載荷[21]。現(xiàn)階段聚丙烯材料在化妝品領(lǐng)域主要用于霜膏瓶、乳液瓶、瓶蓋、睫毛膏容器等[2]如圖5所示。

 




（2）聚乙烯（PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。為乳白色半透明，有蠟狀滑膩感，易燃燒、耐腐蝕、電絕緣性良好[22]。聚乙烯常見類型如下：低密度聚乙烯（LDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、**高分子量聚乙烯（UHMWPE）、氯化聚乙烯（CPE）、交聯(lián)聚乙烯（PEX）[23]。現(xiàn)階段聚乙烯在化妝品包材中主要用于軟管、乳液瓶、瓶蓋等[2]如圖6所示。

 

（3）聚苯乙烯（PS）由苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，無色透明的熱塑性塑料。通式[(CH2CHC6H5)n]，無臭、無色、無味、透明、易燃、無延展性。聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯、發(fā)泡聚苯乙烯（ESP）、高沖擊聚苯乙烯（HIPS）及見規(guī)聚苯乙烯（SPS）[23]。聚苯乙烯在化妝品中主要用于乳液瓶、霜膏瓶、唇彩瓶、眼影盒包材[2]如圖7所示。




（4）聚對苯二甲酸類塑料主要包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）。聚對苯二甲酸乙二醇酯俗稱滌綸樹脂，是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物。聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）電絕緣性能好，受溫度影響小，但是耐電暈性較差；耐化學(xué)腐蝕性相對其他熱塑性樹脂稍差，不宜在濃酸、濃堿環(huán)境中工作；耐熱性好，長期使用溫度在120℃左右，熔點(diǎn)260℃；耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好、磨耗小而硬度高；有強(qiáng)韌性、較強(qiáng)吸水性等特點(diǎn)[23]。聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）在化妝品中主要用于乳液瓶、霜膏瓶、化妝袋等包裝材料如圖8所示。




（5）聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯（PETG），是一種非結(jié)晶共聚酯，PETG常用的共聚單體為1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM），全稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯。由對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）、1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）三種單體進(jìn)行縮聚的產(chǎn)物，與PET比較多了1,4-環(huán)己烷二甲醇共聚單體，與PCT比多了乙二醇共聚單體，因此，PETG的性能和PET、PCT大不相同。至今**僅有美國伊士曼、韓國SK兩家公司技術(shù)比較成熟。PETG其制品高度透明，韌性好，適宜成型后壁透明制品，PETG加工成形性能較佳，能夠按照設(shè)計者的意圖進(jìn)行任意形狀設(shè)計，可以采用傳統(tǒng)的擠出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法。PETG在化妝品中主要用于香水瓶、瓶蓋、化妝品瓶和瓶蓋、口紅管、化妝盒、除臭劑包裝、爽身粉瓶和眼線筆套等[24]如圖9所示。




塑料包裝優(yōu)缺點(diǎn)





隨著樹脂合成技術(shù)的發(fā)展，塑料包裝的優(yōu)勢越來越**：首先，塑料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，如有一定的強(qiáng)度、彈性、耐折疊、耐摩擦、抗震動、防潮，還有較好的氣體阻漏性等；塑料的化學(xué)穩(wěn)定性好。耐酸堿、耐化學(xué)試劑、耐油脂、防腐蝕、無毒等；塑料屬于輕質(zhì)材料。比重約為1g/cm3，約為金屬的1/5、玻璃的1/2；塑料的加工成型技術(shù)簡單，可以制成多種形態(tài)的包裝。塑料的成型技術(shù)有多種，如吹塑、擠壓、鑄塑、真空、熱收縮、拉伸等，利用這些技術(shù)可以將其制成薄膜、片材、管材、編織布、無紡布、發(fā)泡材料等；塑料具有優(yōu)良的透光性和表面光澤的，印刷和裝飾性能良好[22、23、25]。

塑料作為包裝材料也存在著很多缺點(diǎn)與不足，強(qiáng)度不如鋼鐵，耐熱性不及玻璃，在外界因素長期作用下*老化，有些塑料有異味，廢棄物難處理、易產(chǎn)生公害等。




塑料包裝材料相容性研究




化妝品包裝與其內(nèi)容物的相容性廣義上指塑料包裝與化妝品之間的相互影響，包括化學(xué)相容性、物理相容性、生物相容性[26]。以聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）樹脂為例，合成過程中反應(yīng)不完全就會殘留苯乙烯、氯乙烯等小分子單體遷移進(jìn)入內(nèi)容物進(jìn)一步對人體造成傷害；再比如PET樹脂的原料之一是乙二醇，在反應(yīng)過程中后處理若不到位，會殘留一定量的二甘醇，而二甘醇能與水混合，水又是化妝品配料中不可或缺的一部分，因此混入二甘醇的化妝品對人體也有傷害[2、27、28]。但是隨著近些年塑料包材合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些在高分子化合物聚合過程中和加工成型過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)都是較其微量的，對人體的傷害也是微乎其微的，塑化劑才是塑料包材對人體造成傷害的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>




為了提高樹脂的可塑性，在合成的過程中都要加入一定量的塑化劑以增加塑料的延展性和柔韌性，使樹脂具有優(yōu)良的加工性?，F(xiàn)階段用到的增塑劑主要有鄰苯二甲酸酯類、蒽油、磷酸酯類等。以鄰苯二甲酸酯類為例，是現(xiàn)階段使用較廣泛、增塑效果較好的一類增塑劑，但是這類增塑劑對人體生殖健康有很大影響，現(xiàn)已被嚴(yán)格限用、禁用。蒽油含有大量的多環(huán)芳烴，具有生理毒性，也已經(jīng)被限用、禁用[28、29]。因此在研究塑料包裝材料相容性時除了要考慮有害物質(zhì)的遷移，增塑劑也是包材相容性檢測的重中之重。




展望







隨著時代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，化妝品已經(jīng)不是簡單的美妝產(chǎn)品，今天我們賦予它更多的可能性：可以自行修復(fù)表皮細(xì)胞，增強(qiáng)皮膚調(diào)節(jié)能力，有助于皮膚恢復(fù)的智能性化妝品；增強(qiáng)人體表皮細(xì)胞能量，有利于皮膚吸收營養(yǎng)成分的能量性化妝品；敏感肌救星的**性化妝品，這些都會成為未來化妝品的趨勢。

作為盛放化妝品的容器——化妝品包裝材料，肩負(fù)著安全、綠色、環(huán)保、可回收的責(zé)任，現(xiàn)階段我國的化妝品包材法規(guī)監(jiān)管較為薄弱，相較于食品、藥品包材完善的法律、法規(guī)，化妝品包材只有在現(xiàn)行《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》（2015年版）中規(guī)定“直接接觸化妝品的包裝材料應(yīng)當(dāng)安全，不得與化妝品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不得遷移或者釋放對人體產(chǎn)生危害的有毒有害物質(zhì)”。后續(xù)應(yīng)該出臺一系列包材相關(guān)的法律法規(guī)，規(guī)范市場、壯大市場、繁榮市場。





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