認識化妝品包裝阻隔性的重要性

用于化妝品的包裝材料，除了本身就具備良好阻隔性的玻璃、陶瓷和金屬材料外，還有吹塑瓶、注塑罐、軟管、薄膜軟包裝等由高分子材料如PE、PP、PET、EVOH，或這些高分子材料經物理或化學改性后制成的塑料制品。從微觀上來看，塑料并不是“密不透風”的，如圖1所示，在高倍電鏡下觀察PP和PE材料的表面形態，能看到材料表面存在許多孔洞，這就說明塑料本身具有一定的滲透性。

那么，在選擇塑料包裝材料之前，我們是否有必要去考慮其阻隔性呢？答案是肯定的。但品牌商在開發化妝品包裝時，往往只強調包裝的密封性，而忽視了其阻隔性。這也是為什么在實際化妝品開發過程中會遇到，整體包裝密封性做得很好的膏霜或乳液類產品，經過一段時間后質地變稠、變厚的情況，有些化妝品甚至已經變質而無法使用。還有一些化妝品的配方中含有易揮發的有機活性物，會通過化妝品包裝慢慢滲透出去導致相應活性成分欠缺。所以，品牌商在開發化妝品包裝時，必須考慮包裝材料的阻隔性功能，這樣才能保證化妝品的效果，延長保質期。

對于化妝品包裝工程師來說，只有正確認識和了解化妝品包裝材料的阻隔性及其影響因素，才能在化妝品包裝開發中按實際需求游刃有余地選擇阻隔性適宜的包裝材料。

包裝材料阻隔性及其影響因素

阻隔性是指對特定滲透物從材料一側滲透到另一側（一般是由高濃度側滲透到低濃度側）的阻隔性能，常見的滲透物包括無機氣體、水蒸氣和有機物。然而，單一材料很難滿足對所有滲透物都具有良好的阻隔性。比如，具有良好氣體阻隔性的材料，實際上對水蒸氣和有機物的阻隔性未必好。所謂的某種材料的氣體阻隔性好，也是指對某種特定氣體具有良好的阻隔性，如阻氧或阻氮。又如，化妝品包裝材料常用的HDPE比PA的阻水性好，但其阻氣性卻低于PA。再如，EVOH在環境濕度很低的情況下，具有很強的氣體阻隔性，但隨著環境濕度的升高，EVOH會受潮吸水，其對無機氣體以及水蒸氣的阻隔性便會隨之變差。

因此，品牌商在對包裝供應商提出化妝品包裝阻隔性要求時，需明確指出所需包裝對具體哪些物質的阻隔要求。

此外，包裝材料對某種特定物質的高阻隔性，也可理解為其對該物質的低滲透率，如低透氧率代表高阻氧性，低透濕率表示高阻水性。了解滲透物在包裝材料中的滲透過程及原理，能幫助我們理解包裝材料阻隔性的影響因素。

滲透物對包裝材料的滲透性主要取決于滲透物性質（分子體積、形狀和極性）、高分子材料的結構及性能，以及滲透物與高分子材料的相互作用（極性相似相容）。但實際滲透過程通常受3個因素的綜合影響，即滲透物種類、滲透物與材料之間的相互作用、高分子材料結構及性能，由于前兩者比較復雜，筆者在此只分析高分子材料結構及性能對包裝材料阻隔性的影響。

包裝材料的阻隔性與高分子材料結構及性能包括鏈結構、相結構、結晶度、鏈取向與堆砌狀態密切相關，同時不同的加工工藝，也會對包裝材料最終的阻隔性產生一定的影響。

因此，選擇不同特性的聚合物，同時采用合適的加工工藝，便可以得到綜合性能優良的阻隔包裝材料。比如，LLDPE、LDPE的阻隔性低于HDPE，在擠出單層軟管時，可以將LLDPE、LDPE和HDPE物理共混制得具有一定阻隔性，同時又具有良好熱封性的軟管。再如，EVOH是乙烯/乙烯醇的共聚物，是一種鏈狀結構的結晶性聚合物，集聚乙烯良好的加工性和聚乙烯醇極高的氣體阻隔性于一體，分子鏈中極性乙烯醇鏈段的存在，使其對烴類等非極性溶劑具有良好的阻隔性，而非極性乙烯鏈段的存在可以提高其對水等極性溶劑的阻隔性，但EVOH樹脂分子結構中存在羥基，EVOH樹脂具有親水性和吸濕性，吸濕后，材料的阻氣性會受到影響。所以，需要使用多層技術，采用如聚烯烴等強阻濕樹脂將EVOH樹脂層包裹起來，做成綜合阻隔性優異的復合包裝材料。

阻隔材料在化妝品包裝中的應用

目前，阻隔材料在化妝品包裝領域的應用處于增長期，國內常用的阻隔材料有鋁箔、PVA、EVOH、PA、PET等。其中，鋁箔、PVA、EVOH屬于高阻隔性材料，PA與PET的阻隔性相近，屬于中等阻隔性材料。

針對軟管包裝類化妝品，如果產品本身對包裝有高阻隔要求，通常選用以下3種結構的阻隔性軟管。

(1)鋁塑復合軟管：典型結構為PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE，由鋁箔、塑料薄膜經過共擠復合制成片材后再制管，起阻隔作用的主要是鋁箔層，其阻隔性主要取決于鋁箔的針孔度，當鋁箔厚度增加時阻隔性增強。

(2)全塑阻隔復合軟管：典型結構為PE/PE/EVOH/PE/PE，全部由塑料組成，其阻隔層通常為EVOH，隨著EVOH厚度的增加，阻隔性增強。

(3)5層結構塑料共擠軟管：典型結構為PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE，由多種塑料混合在一起，通過螺桿一次性擠出成型，最后再制成片材，該結構也是EVOH起阻隔作用。

針對薄膜包裝類化妝品，常見的阻隔性薄膜有共擠阻隔性薄膜、貼合類（干式復合類、無溶劑復合類、熱熔膠復合類、擠出復合類）阻隔性薄膜、蒸鍍類（真空鍍鋁、鍍氧化鋁、鍍氧化硅）阻隔性薄膜，分別由共擠法、貼合復合法、涂布法以及蒸鍍法制成，這里對工藝就不詳細贅述。

常用于化妝品包裝薄膜的結構有PET/AL/PE、PET/AL/CPP、PET/VMPET/PE、PET/EVOH/PE等3層復合結構，以及PET/AL/PET/PE、PET/PE/AL/PE/CPP等多層復合結構，基本上也是選用鋁箔、EVOH以及鍍鋁PET作為阻隔層。在實際應用中，可從包裝的阻隔性、熱封性、易撕性及產品成本方面進行綜合考慮，來選用合適的阻隔性薄膜結構。

對于增強PET瓶的阻隔性使用改性材料以及新工藝也有文獻報道，但對于作為化妝品包裝的PET瓶，目前如果不是遇到比較敏感的配方，基本能滿足現有化妝品對包裝的阻隔需求。

需要注意的是，對以上化妝品包裝的阻隔性主要是指對無機氣體以及水蒸氣的阻隔，如果化妝品配方中有一些易揮發的小分子有機物，應視實際情況再行調整。因為影響包裝阻隔性的因素不僅僅是包裝材料的本身結構，還跟小分子有機物本身的結構、尺寸以及小分子有機物與高分子材料之間的相互作用有關，因此需要了解化妝品配方中易揮發的活性成分，再配合選擇幾種不同的阻隔性包裝做阻隔性測試，最終選擇出合適的包裝容器。