浅析国内化妆品包装材料研究现状

■ 文/李 萌，付子祯，王 昕，卫培峰

（1.西安国联质量检测技术股份有限公司，陕西 西安 710086；2.陕西国联测评科技有限公司，陕西 西安 710016；3.陕西中医药大学第二附属医院西咸新区中心医院，陕西 西安 710005）

0 引言

根据全球第二大市场咨询公司Marketsand Markets日常发布的报告，全球化妆品包装市场规模预计将从2020年的494亿美元（约合人民币3 455.1亿元）增长到2025年的609亿美元（约合人民币4 259.4亿美元）[1]。我国化妆品包装材料市场销售规模从2017年的72.8亿件到2021年的93.8亿件，同比增长28.8%[2]。从需求角度看，随着中国国民消费力的稳步增长，包括珠宝首饰、化妆品在内的市场规模正在不断增长，市场竞争不断加剧，劳动力成本不断上涨，环保要求不断提高，进而催生了包括中高端包装材料、包装设计、包装制造领域的大量商机[3]。

1 化妆品包装材料简介

化妆品包装材料必须具备良好的阻隔性、功能性和装饰性，虽然形式多样，但不外乎分为主包装材料和辅助包装材料两大类。与化妆品直接接触的部分被称为主包装材料，如各类玻璃瓶、塑料瓶、软管等（见图1）；不直接与化妆品接触的部分被称为辅助包装材料，一般是各类包装盒、化妆袋、纸质标签等（见图2）。

图1 化妆品常见的主包装材料

图2 化妆品常见的辅助包装材料

按材质分类，现阶段常见的化妆品包装主要有四大类：玻璃包装、塑料包装、金属包装及软包装[4]。其中：玻璃包装主要用于膏霜、精华液、爽肤水、精油等领域，其包装材料主要由主料、辅料、特殊用料三大类组成；塑料包装主要涉及软管、膏霜瓶、吹瓶、泵头、外盖等；金属包装阻隔性较好，尤其是铝材对水和氧气的阻隔能力非常强，可以对内装物起到较好的保护作用，主要用于一些精油添加类护肤品、彩妆包装盒等。塑料是化妆品包装的主要材质，其市场份额超过70%（见图3）[5-6]。

图3 化妆品包装材料市场份额

2 玻璃包装材料

采用玻璃包装材料包装的产品具有无毒、无味、透明美观、阻隔性好、耐压、耐高温等优点。相对于塑料、纸质、金属等包装材料，玻璃包装材料的化学性质较为稳定，是现阶段最安全的一种包装材料。

2.1 玻璃包装材料常见类型

玻璃包装材料在化妆品中主要用以盛装膏霜、精华液、爽肤水、精油等产品。日常生活中的玻璃大多是以SiO2为主要成分的硅酸盐玻璃，属于Na2O-CaO-SiO2系统。普通玻璃组成含有Na2O（12%～16%）、CaO（6%～12%）和SiO2（66%～75%），还有少量Al2O3、MgO等氧化物，属于钠钙系玻璃；又称Na、Ca、Si玻璃（苏打玻璃、石灰玻璃），瓶罐玻璃，器皿玻璃。玻璃类包装材料主要有主料、辅料和特殊用料三大类。其中：主料主要包括硅砂（或石英粉）、纯碱（Na2CO3）和石灰石（CaCO3），辅料主要包括澄清剂（一般为硫酸盐）和助溶剂（一般为硝酸盐和硫酸盐），特殊用料（一般是氧化剂和物理脱色剂）。

2.2 玻璃包装材料优缺点

玻璃包装材料是包装业中四大材料之一，市场份额占比15%。由于自身的优良特性和制造工艺的不断改进，现阶段玻璃包装材料依然能够满足食品、医药等大部分行业的应用要求。

2.2.1 优点

玻璃包装材料主要具有以下优点：

（1）玻璃材料具有优良的保护性能，不透气、不透湿，具有良好的紫外线屏蔽性和化学稳定性，无毒无异味，有一定的力学强度，能有效保存内装物；

（2）玻璃透明性好，易于造型，可以达到美化商品的效果；

（3）可塑性较强，可制成各种样式的包装材料，极大程度上丰富商品的多样性；

（4）随着强化技术、轻量化技术和复合技术的发展，对包装的适应性得到了增强，尤其在一次性的包装材料中优势显著。

2.2.2 缺点

玻璃包装材料也存在着一些缺点，如耐冲击强度低、碰撞时易破损、运输成本高、良好的透光性会使内装物变质等，具体表现在以下几个方面。

（1）加剧环境污染。在我国的硅质原料开采中，有10%～15%可用矿石被丢弃，硬质砂岩出产率平均不超过60%，石英砂选矿后产出率不超过70%，矿产综合利用率很低。国际上每吨日用玻璃耗费的标准煤为160～200 kg，而我国为380～400 kg；电能的消耗也大于国际标准。过高的能源和资源消耗带来严重的环境污染。如原料加工处理过程中的有害粉尘，玻璃融化过程中排放的有害气体、烟尘、废渣，加工过程排出的废水、废油，等等，都对自然环境产生严重破坏。

（2）生产效率较低。我国的玻璃包装工艺落后，产品附加值低，产品设计缺乏创意，市场竞争力不足。在玻璃熔炼技术、玻璃成形工艺、原材料质量控制等方面，我国虽然取得了较大的进步，但仍与发达国家存在较大差距。

（3）回收再利用率低。日本的玻璃回收率约为50%，德国的玻璃回收率约为80%，而我国的玻璃回收率仅为20%。低回收率势必产生大量的废弃物，不利于我国的可持续发展[7]。

2.3 玻璃包装材料相容性研究

我国关于玻璃包装材料的法规主要集中在药品和食品领域，如《直接接触药品的包装材料和容器管理办法》（国家食品药品监督管理总局令第13号）、《化学药品注射剂与塑料包装材料形容性研究技术指导原则（试行）》（国食药监注〔2012〕267号）、《定量包装商品计量监督管理办法》（国家质量监督检验检疫总局令第75号）、《农产品包装和标识管理办法》（农业部令第70号）、《出口商品运输包装检验管理办法（试行）》等，但是关于化妆品包装材料的法规却少之又少，而关于化妆品玻璃包装材料相容性的研究主要参考药品、食品包装检测手段和方法[8]。

由于玻璃瓶罐在制作过程中需要添加许多助剂，在检测玻璃类包装材料相容性时应注意以下环节。首先，检测pH值、耐候性、瓶身震荡后脱落程度；其次，作为化妆品包装材料，透明玻璃制品缺少一定的美观性，在制作过程中会添加Cu2O（使透明玻璃变成红色）、CuO（使透明玻璃变成蓝绿色）、CdO（使透明玻璃变成黄色）等金属物质[9]（见图4），因而需要检测迁入化妆品的金属成分；第三，玻璃包材中会使用橡胶材料的垫圈和密封垫，橡胶类物质在合成过程中会加入各类助剂，因而需要检测这些助剂是否迁入化妆品。

图4 添加不同金属物质的玻璃包装材料

3 塑料包装材料

塑料包装材料是包装业中四大材料之一，市场份额占比25%，在化妆品领域主要用作软管、膏霜瓶、吹瓶（精华瓶、水剂瓶）、泵头、外盖等。

3.1 塑料包装材料常见类型

常见的化妆品塑料包装材料主要包括：聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚（ABS）等。

3.1.1 聚丙烯（PP）

PP是丙烯通过加聚反应合成的聚合物，为白色蜡状材料，外观透明而轻，化学式为（C3H6）n，密度为0.89～0.91 g/cm3，熔点为189 ℃，约在155 ℃软化，使用温度范围为－30～140 ℃，在80 ℃以下能耐酸、碱、盐等多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解[10]。其缺点主要包括：高温刚性不足，低温发脆；耐环境能力差，室外使用，易变黄变色发脆；抗拉强度的各向异性大，制品易变形，连续使用温度低，不能长期载荷[11]。现阶段PP材料在化妆品领域主要用于霜膏瓶、乳液瓶、瓶盖、睫毛膏容器等包装材料（见图5）。

图5 各类聚丙烯制品包装

3.1.2 聚乙烯（PE）

PE是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，为乳白色半透明，有蜡状滑腻感，易燃烧，耐腐蚀，电绝缘性良好[12]。PE的常见类型如下：低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、氯化聚乙烯（CPE）和交联聚乙烯（PEX）[13]。现阶段PE在化妆品包材中主要用于软管、乳液瓶、瓶盖等包装材料（见图6）。

图6 聚乙烯化妆品软管

3.1.3 聚苯乙烯（PS）

PS是由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，属于无色透明的热塑性塑料，通式为[(CH2CHC6H5)n]，无臭、无色、无味、透明、易燃、无延展性。PS包括普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯（EPS）、高冲击聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。PS在化妆品中主要用于乳液瓶、霜膏瓶、唇彩瓶、眼影盒等包装材料（见图7）。

图7 各类聚苯乙烯化妆品包装

3.1.4 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）

聚对苯二甲酸类塑料主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）。PET俗称涤纶树脂，是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物。PET具有良好的电绝缘性能，受温度影响小，耐热性好，长期使用温度在120 ℃左右，熔点为260℃；耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好，磨耗小而硬度高，韧性和吸水性较强；但耐电晕性较差，耐化学腐蚀性相对其他热塑性树脂稍差，不宜在浓酸、浓碱环境中工作。PET在化妆品中主要用于乳液瓶、霜膏瓶、化妆袋等包装材料（见图8）。

图8 聚对苯二甲酸乙二醇酯化妆袋

3.1.5 聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）

PETG是一种非结晶共聚酯，由对苯二甲酸（PTA）、乙二醇（EG）和1,4-环己烷二甲醇（CHDM）三种单体缩聚而成。PETG比PET多了1,4-环己烷二甲醇共聚单体，比PCT多了乙二醇共聚单体，因而PETG的性能和PET、PCT大不相同。PETG制品透明度高、韧性好，加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状设计，并且可采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法。PETG在化妆品中主要用于香水瓶、瓶盖、化妆品瓶及瓶盖、口红管、化妆盒、除臭剂包装、爽身粉瓶和眼线笔套等包装材料（见图9）。

图9 各类PETG化妆品包装

3.2 塑料包装优缺点

随着树脂合成技术的发展，塑料包装的优势越来越突出。塑料不仅具有优良的物理机械性能，如有一定的强度、弹性、耐折叠、耐摩擦、抗振动、防潮，以及较好的气体阻漏性等，还具有良好的化学稳定性，如耐酸碱、耐化学试剂、耐油脂、防腐蚀、无毒等。塑料属于轻质材料，密度约为1 g/cm3，约为金属的1/5、玻璃的1/2。塑料的加工成型技术简单，可以制成多种形态的包装。塑料的成型技术有多种，如吹塑、挤压、铸塑、真空、热收缩、拉伸等，利用这些技术可以制成薄膜、片材、管材、编织布、无纺布、发泡材料等。塑料具有优良的透光性和表面光泽，以及良好的印刷适性和装饰性能[14]。

塑料作为包装材料也存在着很多不足，如强度不如钢铁，耐热性不及玻璃，在外界因素长期作用下容易老化，有些塑料有异味，废弃物难处理、容易产生公害，等等。

3.3 塑料包装材料相容性研究

从广义上讲，化妆品包装与其内容物的相容性是指塑料包装与化妆品之间的相互影响，包括化学相容性、物理相容性和生物相容性[15]。以PS树脂和ABS树脂为例，合成过程中反应不完全就会残留苯乙烯、氯乙烯等小分子单体并迁移进入内容物，进一步对人体造成伤害。再比如，PET树脂的原料之一是乙二醇，在反应过程中后处理若不到位，会残留一定量的二甘醇，而二甘醇能与水混合，水又是化妆品配料中不可或缺的一部分，因此混入二甘醇的化妆品对人体也有伤害[16-17]。近些年，随着塑料包装材料合成技术的不断进步，这些在高分子化合物聚合过程中和加工成型过程中产生的有害物质被控制在限值内，对人体的伤害微乎其微，而真正对人体造成伤害的是塑料包装材料中的塑化剂。

为了提高树脂的可塑性，在合成过程中都要加入一定量的塑化剂以增加塑料的延展性和柔韧性，使树脂具有优良的加工性能。现阶段用到的塑化剂主要有邻苯二甲酸酯类、蒽油、磷酸酯类等。邻苯二甲酸酯类是现阶段使用最广泛、增塑效果最好的一类塑化剂，但这类增塑剂对人体生殖健康有很大影响，现已被严格限用、禁用。蒽油含有大量的多环芳烃，具有生理毒性，也已被限用、禁用[18]。由此可见，在研究塑料包装材料相容性时，不仅要考虑有害物质的迁移，还应重点检测塑化剂与包装材料的相容性。

4 展望

随着时代的进步和科技的发展，化妆品已不仅仅是简单的美妆产品，还具有更多的功能。例如：智能型化妆品可以自行修复表皮细胞，增强皮肤调节能力，有助于皮肤恢复；能量型化妆品可以增加人体表皮细胞能量，有利于皮肤吸收营养成分；等等。这些产品都将推动未来化妆品行业向前发展。

作为盛放化妆品的容器，化妆品包装材料必须具备安全、绿色、环保、可回收的特性。现阶段我国对食品、药品包装材料制定了较为完善的法律法规，而对化妆品包装材料的监管仍比较薄弱，只在现行《化妆品安全技术规范（2015年版）》中规定“直接接触化妆品的包装材料应当安全，不得与化妆品发生化学反应，不得迁移或者释放对人体产生危害的有毒有害物质”。后续应该出台一系列与包装材料相关的法律法规，以规范市场、壮大市场、繁荣市场。