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知道包材与内容物兼容性测试很重要,有哪些方法可以试用?

2025/9/29 13:19:11 阅读量:1051 来源:包材商圈 作者:吴亚男
摘要:在化妆品行业,包材与内容物(内料)的兼容性是确保产品质量、安全性和稳定性的关键因素。
ONE

兼容性定义

包材与内容物的兼容性是指:在产品的整个生命周期(生产、灌装、储存、运输、使用)中,包装材料与所盛装的化妆品内容物之间不发生有害的相互作用,从而保持内容物的预期特性、质量、纯度、安全性和有效性的能力。

具体来说,兼容性不佳可能表现为:

1. 内容物影响包材: 腐蚀、溶解、溶胀、脆化、变色、开裂、密封失效、标签脱落等。

2. 包材影响内容物:

迁移: 包材中的化学物质(单体、添加剂、催化剂残留、降解产物、油墨溶剂等)溶入内容物。

吸附: 内容物中的有效成分(香料、防腐剂、活性物等)或挥发性成分被包材吸附或吸收,导致含量下降、气味改变或功效减弱。

渗透: 外部环境因素(氧气、水蒸气、异味)通过包材渗透进入产品,或内容物中的挥发性成分/水分通过包材逸出,导致氧化、失水、变质、串味。

物理化学变化: 包材表面性质导致内容物乳化体系破坏、结晶、沉淀、粘度变化、颜色变化、pH值漂移等。

3. 相互影响: 上述现象的叠加或协同作用。

TWO

兼容性要求说明

兼容性的核心要求是确保:

1. 安全性: 迁移物水平符合全球相关法规(如中国《化妆品安全技术规范》、欧盟化妆品法规(EC) No 1223/2009、美国FDA要求、ISO标准等)的限量要求,确保消费者使用安全。无有毒有害物质溶出。

2. 有效性: 产品宣称的功效成分含量、活性、稳定性在保质期内符合要求。关键成分(如防腐剂、防晒剂、活性物)不被过度吸附或降解。

3. 稳定性: 产品在保质期内保持其物理形态(如乳液不分层、膏体不析水/油)、化学性质(如pH值稳定、不发生氧化酸败)、微生物稳定性(防腐效能不受包材影响或削弱)、颜色、气味、粘度等关键属性稳定。

4. 功能性: 包材的物理性能(如强度、阻隔性、密封性、开启闭合性能)在使用条件下不受内容物影响而失效。内容物也不因包材性能下降而加速变质。

5. 感官体验: 产品外观、气味、肤感不发生消费者不可接受的变化(如产生异味、包材变色影响外观、内容物沾染包材异味)。

6. 法规符合性: 满足目标市场所有适用的包装材料法规和化妆品法规要求。

THREE

针对不同包材类型的兼容性测试方法

兼容性测试通常需要在模拟或加速条件下进行,并结合长期稳定性考察。测试方案需根据具体的包材材质、内容物配方、预期储存条件和使用方式来设计。

塑胶容器类 

瓶、罐、软管、泵头、盖子等

常用材质:PE, PP, PET, PETG, AS, ABS, PC等

测试重点:

迁移测试: 检测内容物中是否溶出塑胶添加剂(如抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂 - 尤其对软质PVC需特别关注邻苯类)、单体(如VCM, BPA - 注意PC材质)、催化剂残留、低聚物等。

吸附测试: 检测内容物中关键成分(如防腐剂、香料、活性物、油脂)的含量变化,评估被塑胶吸附的程度。

化学耐受性/溶胀性: 观察包材接触内容物后是否发生变形、溶胀、应力开裂、脆化、变色。

密封组件兼容性: 测试垫片、O型圈(常用橡胶、硅胶、热塑性弹性体TPE)与内容物的兼容性(溶胀、溶解、迁移、导致渗漏或功能失效)。

阻隔性能影响: 评估内容物(如含溶剂、精油)是否影响包材的阻氧、阻湿性能。

主要测试方法:

加速老化/迁移测试: 将包材与内容物在特定条件下(如40°C/75%RH, 50°C)储存一定时间(如4周、8周、12周),然后检测内容物中的迁移物含量(GC-MS, LC-MS/MS等)和关键成分含量(HPLC, GC等)。常使用模拟液(如乙醇/水溶液、异辛烷、橄榄油)或空白基质进行对照测试。

长期稳定性测试: 在实际或模拟货架条件下(如25°C/60%RH, 30°C/65%RH)进行长达12-36个月的测试,定期取样检测各项指标。

溶胀/重量变化测试: 测量包材部件(尤其是密封件)在浸泡内容物或模拟液前后的重量和尺寸变化。

机械性能测试: 测试接触内容物后包材的拉伸强度、冲击强度、硬度等是否变化(可能影响跌落性能)。

感官评价: 评估内容物是否有异味、包材是否有异味迁移到内容物中、内容物是否变色。

特定成分分析: 如对BPA有担忧时检测PC材质制品中的溶出量;检测PET中的乙醛含量及其迁移。

可提取物与浸出物研究: 更深入的研究,先在更严苛条件下(高温、强溶剂)提取包材中潜在的迁移物,再评估在实际使用条件下可能浸出的风险。

袋类
自立袋、嘴立袋、卷膜、铝塑复合膜等
常用材质:PET/AL/PE, PET/PE, NY/PE, OPP/CPP

测试重点:

阻隔性能维持: 内容物是否影响复合层的粘合强度、铝箔的完整性或塑料层的阻隔性(OTR氧气透过率, WVTR水蒸气透过率)。

层间剥离/分层: 内容物(尤其是含油脂、溶剂或表面活性剂的)是否导致复合膜各层之间剥离。

热封强度: 内容物是否污染热封面导致热封强度下降或渗漏。

迁移与吸附: 同塑胶容器,关注内层PE/CPP等材料对内容物成分的吸附,以及油墨、粘合剂(尤其是溶剂残留)向内层内容物的迁移风险(特别注意直接接触食品级粘合剂和油墨的使用)。

耐内容物性: 袋体是否被内容物腐蚀、溶胀或导致印刷脱落。

物理强度: 灌装和运输过程中袋体的抗压、抗穿刺性能是否受内容物影响。

主要测试方法:

加速老化/迁移/吸附测试: 同塑胶容器,需特别关注内层材质和粘合剂/油墨的迁移。

长期稳定性测试: 同塑胶容器,需观察袋形是否塌陷(阻氧性)、是否有渗漏、分层。

阻隔性测试: 在老化前后测试袋子的OTR和WVTR(如ASTM D3985, ASTM F1249)。

热封强度测试: 测试老化前后热封部位的剥离强度(ASTM F88)。

密封完整性测试: 如真空衰减法、高压检漏法、染料渗透法等检测微渗漏。

剥离强度测试: 测试复合膜各层之间的粘合强度(ASTM D903, ASTM F904)在老化前后的变化。

感官评价: 同塑胶容器,特别注意异味迁移。

可提取物与浸出物研究: 对多层复合袋尤为重要。

玻璃包材
类别:瓶、罐、广口瓶

测试重点:

化学耐受性: 内容物(尤其是强酸、强碱产品)是否腐蚀玻璃表面,导致玻璃脱片(产生可见或不可见的玻璃颗粒)或溶出碱金属离子(导致pH升高)。

内表面处理: 脱模剂、硅化剂或其他内涂层是否与内容物兼容,是否迁移或影响内容物稳定性。

金属盖/泵头兼容性: 玻璃本身惰性,但配套的金属盖(马口铁、铝)、泵头(含多种塑料和金属弹簧)需与内容物兼容,防止腐蚀、生锈导致内容物污染或功能失效。

密封件兼容性: 瓶盖内衬(如PE发泡垫、PVC垫、软木)或泵头密封圈与内容物的兼容性。

物理冲击: 玻璃易碎,但需确保在正常使用和运输中,内容物特性(如粘度、是否有固体颗粒)不会增加破损风险(虽非严格兼容性问题,但相关)。

主要测试方法:

玻璃颗粒/脱片测试: 将内容物或特定侵蚀液(如稀酸、稀碱)灌入玻璃容器,在高温(如121°C)或加速条件下储存一定时间,通过目视检查、光阻法颗粒计数、ICP-MS检测溶出的硅、硼、钠等元素含量来评估脱片风险(参考USP <660> 或类似方法)。

内涂层稳定性: 观察内涂层是否有剥落、溶解、起泡等现象;检测内容物中是否有涂层成分迁移。

金属部件腐蚀测试: 检查金属盖、泵头弹簧等是否有锈蚀、变色;检测内容物中金属离子(如Fe, Sn, Al, Cr, Ni)含量是否异常升高(AAS, ICP-OES/MS)。

密封件兼容性测试: 同塑胶容器中的密封组件测试(溶胀、迁移、重量变化)。

pH值监测: 玻璃溶出的碱可能导致pH升高,需在稳定性测试中密切监测。

长期稳定性测试: 同塑胶容器。

感官评价: 同塑胶容器。

FOUR

注意事项

1. “配方+包材”组合测试: 兼容性高度依赖于具体的配方和具体的包材。更换原料供应商、配方微调、包材材质/供应商/生产工艺改变都可能影响兼容性,必须重新评估。

2. 全面性: 测试需覆盖所有与内容物接触的包材部件(瓶身、瓶盖、内塞、垫片、泵头、阀门、喷头、软管管肩管头等)。多层复合包材要考虑各层及粘合剂/油墨。

3. 代表性样品: 测试使用的包材必须是量产状态的代表性样品,包括其生产工艺(如注塑、吹塑、印刷、复合)、清洁度、灭菌方式(如适用)。

4. 模拟最坏情况: 灌装量(顶空大小)、储存条件(温度、湿度、光照)、产品使用方式(如是否会被反复挤压、倒置)应模拟实际或更严苛的情况。

5. 选择合适的分析方法和检测限: 方法需能灵敏、准确地检测目标迁移物/吸附物/变化指标。关注法规要求的有害物质限量。

6. 关注微小变化: 即使物理外观无明显变化,微量的迁移或吸附也可能影响产品的稳定性、安全性和功效,需要通过精密仪器检测。

7. 法规动态: 密切关注全球目标市场关于包装材料(特别是塑胶、粘合剂、油墨)中禁用/限用物质法规的更新(如邻苯、亚硝胺、初级芳香胺、特定重金属、PFAS等)。

8. 供应商管理: 要求包材供应商提供符合性声明(CoC)、材料安全数据表(MSDS)、关键成分信息(如添加剂、单体、催化剂)以及必要的迁移测试数据(如符合性测试)。建立严格的供应商审核和质量协议。

9. 稳定性研究的整合: 兼容性评估是产品稳定性研究的重要组成部分,两者数据需综合分析。

10. 风险评估: 基于配方特性(pH、极性、溶剂含量、活性成分、刺激性成分)、包材材质和结构、预期储存条件和使用方式,进行初步的兼容性风险评估,指导测试方案的设计。

11. 成本与时间: 全面的兼容性测试(尤其是E&L研究)成本高、耗时长,但这是确保产品安全和质量、避免上市后召回或投诉的关键投资。需在项目计划中预留足够资源和时间。

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