認(rèn)識(shí)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(jīng)物理或化學(xué)改性后制成的塑料制品。從微觀上來(lái)看，塑料并不是“密不透風(fēng)”的，如圖1所示，在高倍電鏡下觀察PP和PE材料的表面形態(tài)，能看到材料表面存在許多孔洞，這就說(shuō)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(fā)化妝品包裝時(shí)，往往只強(qiáng)調(diào)包裝的密封性，而忽視了其阻隔性。這也是為什么在實(shí)際化妝品開發(fā)過(guò)程中會(huì)遇到，整體包裝密封性做得很好的膏霜或乳液類產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后質(zhì)地變稠、變厚的情況，有些化妝品甚至已經(jīng)變質(zhì)而無(wú)法使用。還有一些化妝品的配方中含有易揮發(fā)的有機(jī)活性物，會(huì)通過(guò)化妝品包裝慢慢滲透出去導(dǎo)致相應(yīng)活性成分欠缺。所以，品牌商在開發(fā)化妝品包裝時(shí)，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(zhǎng)保質(zhì)期。

對(duì)于化妝品包裝工程師來(lái)說(shuō)，只有正確認(rèn)識(shí)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(fā)中按實(shí)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(duì)特定滲透物從材料一側(cè)滲透到另一側(cè)（一般是由高濃度側(cè)滲透到低濃度側(cè)）的阻隔性能，常見的滲透物包括無(wú)機(jī)氣體、水蒸氣和有機(jī)物。然而，單一材料很難滿足對(duì)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(shí)際上對(duì)水蒸氣和有機(jī)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(duì)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(huán)境濕度很低的情況下，具有很強(qiáng)的氣體阻隔性，但隨著環(huán)境濕度的升高，EVOH會(huì)受潮吸水，其對(duì)無(wú)機(jī)氣體以及水蒸氣的阻隔性便會(huì)隨之變差。

因此，品牌商在對(duì)包裝供應(yīng)商提出化妝品包裝阻隔性要求時(shí)，需明確指出所需包裝對(duì)具體哪些物質(zhì)的阻隔要求。

此外，包裝材料對(duì)某種特定物質(zhì)的高阻隔性，也可理解為其對(duì)該物質(zhì)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(guò)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(duì)包裝材料的滲透性主要取決于滲透物性質(zhì)（分子體積、形狀和極性）、高分子材料的結(jié)構(gòu)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(shí)際滲透過(guò)程通常受3個(gè)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(jié)構(gòu)及性能，由于前兩者比較復(fù)雜，筆者在此只分析高分子材料結(jié)構(gòu)及性能對(duì)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(jié)構(gòu)及性能包括鏈結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、鏈取向與堆砌狀態(tài)密切相關(guān)，同時(shí)不同的加工工藝，也會(huì)對(duì)包裝材料最終的阻隔性產(chǎn)生一定的影響。

因此，選擇不同特性的聚合物，同時(shí)采用合適的加工工藝，便可以得到綜合性能優(yōu)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(shí)，可以將LLDPE、LDPE和HDPE物理共混制得具有一定阻隔性，同時(shí)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(jié)構(gòu)的結(jié)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(duì)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(duì)水等極性溶劑的阻隔性，但EVOH樹脂分子結(jié)構(gòu)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(huì)受到影響。所以，需要使用多層技術(shù)，采用如聚烯烴等強(qiáng)阻濕樹脂將EVOH樹脂層包裹起來(lái)，做成綜合阻隔性優(yōu)異的復(fù)合包裝材料。

阻隔材料在化妝品包裝中的應(yīng)用

目前，阻隔材料在化妝品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用處于增長(zhǎng)期，國(guó)內(nèi)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(duì)軟管包裝類化妝品，如果產(chǎn)品本身對(duì)包裝有高阻隔要求，通常選用以下3種結(jié)構(gòu)的阻隔性軟管。

(1)鋁塑復(fù)合軟管：典型結(jié)構(gòu)為PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE，由鋁箔、塑料薄膜經(jīng)過(guò)共擠復(fù)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(dāng)鋁箔厚度增加時(shí)阻隔性增強(qiáng)。

(2)全塑阻隔復(fù)合軟管：典型結(jié)構(gòu)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(qiáng)。

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

針對(duì)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(fù)合類、無(wú)溶劑復(fù)合類、熱熔膠復(fù)合類、擠出復(fù)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(fù)合法、涂布法以及蒸鍍法制成，這里對(duì)工藝就不詳細(xì)贅述。

常用于化妝品包裝薄膜的結(jié)構(gòu)有PET/AL/PE、PET/AL/CPP、PET/VMPET/PE、PET/EVOH/PE等3層復(fù)合結(jié)構(gòu)，以及PET/AL/PET/PE、PET/PE/AL/PE/CPP等多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，基本上也是選用鋁箔、EVOH以及鍍鋁PET作為阻隔層。在實(shí)際應(yīng)用中，可從包裝的阻隔性、熱封性、易撕性及產(chǎn)品成本方面進(jìn)行綜合考慮，來(lái)選用合適的阻隔性薄膜結(jié)構(gòu)。

對(duì)于增強(qiáng)PET瓶的阻隔性使用改性材料以及新工藝也有文獻(xiàn)報(bào)道，但對(duì)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(xiàn)有化妝品對(duì)包裝的阻隔需求。

需要注意的是，對(duì)以上化妝品包裝的阻隔性主要是指對(duì)無(wú)機(jī)氣體以及水蒸氣的阻隔，如果化妝品配方中有一些易揮發(fā)的小分子有機(jī)物，應(yīng)視實(shí)際情況再行調(diào)整。因?yàn)橛绊懓b阻隔性的因素不僅僅是包裝材料的本身結(jié)構(gòu)，還跟小分子有機(jī)物本身的結(jié)構(gòu)、尺寸以及小分子有機(jī)物與高分子材料之間的相互作用有關(guān)，因此需要了解化妝品配方中易揮發(fā)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(cè)試，最終選擇出合適的包裝容器。