1. 引言
彩妆行业，作为美妆市场的璀璨之星，正以破竹之势迅猛崛起。在当今这个“颜值经济”盛行的时代，消费者对美的定义与追求不断进化，彩妆产品已不再拘泥于传统的色彩搭配与设计框架，转而聚焦于创新理念的融入与个性化差异的打造。一个精致的妆容离不开高品质的底妆，随着消费者对美的追求日益提升，市场上的底妆产品也愈发丰富多样。从传统粉底类产品到由其衍生出的素颜霜、CC霜和DD霜等产品，化妆品企业始终致力于通过科技赋能满足消费者对“即时焕肤”的核心诉求。消费使用底妆的目的在于即刻隐匿肌肤瑕疵，打造无瑕美肌，同时期望产品能构筑防护屏障，抵御紫外线及环境污染侵袭，守护肌肤健康[1]。粉底产品作为经典的底妆品类，使用方便的同时又对面部瑕疵有良好的修饰效果，因此深受中国消费者喜爱。粉底在中国底妆市场中使用率高，渗透率广，是最重要的底妆品类之一[2]。
粉底液作为基础底妆产品，主要以遮盖面部瑕疵、修正皮肤肤色为目的，能够使脸部皮肤以自然完美的状态呈现，但在使用过程中会出现暗沉现象，影响到消费者的体验感。暗沉现象是评估粉底液质量的关键指标之一，改善暗沉问题刻不容缓。长久以来，粉底液暗沉现象作为行业共性难题，亟待突破却鲜有深入探究。若能有效解析其致因机理并确立针对性改善策略，既可为配方优化提供科学依据与评价体系，亦能通过产品长效稳定性提升，增强市场竞争力与品牌美誉度[3]。影响粉底液暗沉的因素较多，在设计配方时可以考虑以下几个方面。首先，油脂的影响：面部分泌的天然脂质与粉底液融合后，导致妆效透明度改变及色彩灰化(脱妆现象)；或配方中油性成分的氧化亦会引发颜色加深[4]。其次，粉体分散性：色粉的呈色效果受其分散状态直接影响，而该分散状态取决于颗粒粒径、表面处理工艺及分散剂选择等关键因素。值得注意的是，配方中油脂介质与色粉的相容性对分散程度起决定性作用，两者匹配度越高，越有利于实现均匀稳定的显色效果，减缓暗沉[5]。此外，皮肤汗液的分泌、光照等因素也会影响粉底液暗沉。
本文通过对粉底的产品剂型、油脂种类和色粉的比例进行考察，通过色差分析测量的结果，评估各变量因素对底妆稳定性的影响机制，为配方开发团队在原料筛选及配比优化方面提供数据支撑。
2. 试验部分
2.1. 仪器与材料
2.1.1. 仪器
MARK II Model 2.5高速分散机(日本Primix公司)；Eurostar 20 Digital型搅拌器(IKA公司)；WBK-2B型电热恒温水浴锅(上海森信实验仪器有限公司)；SZQ-4四刃湿模制备器(东莞市大来仪器有限公司)；Chroma Meter CR-400色彩色差计；TR50M三辊研磨机(TRILOS)；Blender 800S型粉碎机(Waring公司)。
2.1.2. 材料
剂型：油包水、有机硅乳化剂以及硅油包水乳化剂(粉底液基础配方为自制，各成分及比例见表1~3)。水相成分：水、1，3-丁二醇、氯化钠；主要发挥保湿功效，同时增强产品于低温条件下的稳定性。色粉：二氧化钛(CI 77891)、氧化铁黑、氧化铁黄等，保障粉底液的遮瑕度、光泽度、防晒能力和控油能力等。油脂：环五聚二甲基硅氧烷、极性油脂、非极性油脂等物质，能够实现滋润肌肤的效果，且具有分散多种粉类原料的功能。其他：防腐剂。
Table 1. Basic formula of the liquid foundation (test group A)
表1. 粉底液基础配方(试验组A)
相别 |
原料 |
油包水型(W/O) 各原料Wt% |
硅油包水型(W/Si) 各原料Wt% |
W/(Si + O) 各原料Wt% |
水相 |
水 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
氯化钠 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1,3-丁二醇 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
油相 |
月桂醇PEG-9聚二甲基硅氧乙基
聚二甲基硅氧烷 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
PEG-10聚二甲基硅氧烷 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
环五聚二甲基硅氧烷 |
|
22.70 |
22.70 |
聚二甲基硅氧烷(6 mm2/s) |
|
35.00 |
0.00 |
十一烷，十三烷 |
22.70 |
|
|
异壬酸异壬酯 |
35.00 |
|
35.00 |
二硬脂二甲铵锂蒙脱石 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
粉体 |
二氧化钛 |
1.76 |
1.76 |
1.76 |
氧化铁黄 |
0.170 |
0.170 |
0.170 |
氧化铁红 |
0.056 |
0.056 |
0.056 |
氧化铁黑 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
其他 |
防腐剂 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
Table 2. Basic formula of the liquid foundation (test group B)
表2. 挥发性油变化的粉底液配方(试验组B)
相别 |
原料 |
B1 Wt% |
B2 Wt% |
B3 Wt% |
B4 Wt% |
B5 Wt% |
B6 Wt% |
水相 |
水 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
氯化钠 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1,3-丁二醇 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
油相 |
月桂基PEG-9聚二甲基硅氧乙基聚二甲基硅氧烷 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
PEG-10聚二甲基硅氧烷 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
环五聚二甲基硅氧烷 |
22.70 |
57.70 |
|
|
|
|
聚二甲基硅氧烷(1.5 mm2/s) |
|
|
57.70 |
|
|
|
UNDECANE, TRIDECANE |
|
|
|
57.70 |
|
|
聚二甲基硅氧烷(2 mm2/s) |
|
|
|
|
57.70 |
|
聚二甲基硅氧烷(6 mm2/s) |
0.00 |
|
|
|
|
57.70 |
异壬酸异壬酯 |
35.00 |
|
|
|
|
|
二硬脂二甲铵锂蒙脱石 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
粉体 |
二氧化钛 |
1.76 |
1.76 |
1.76 |
1.76 |
1.76 |
1.76 |
氧化铁黄 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
氧化铁红 |
0.056 |
0.056 |
0.056 |
0.056 |
0.056 |
0.056 |
氧化铁黑 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
其他 |
防腐剂 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
Table 3. Basic formula of the liquid foundation (test group C)
表3. 色粉比例变化的粉底液配方(试验组C)
相别 |
原料 |
C1 Wt% |
C2 Wt% |
C3 Wt% |
C4 Wt% |
C5 Wt% |
水相 |
水 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
23.00 |
氯化钠 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1,3-丁二醇 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
8.00 |
油相 |
月桂醇PEG-9聚二甲基硅氧乙基
聚二甲基硅氧烷 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
PEG-10聚二甲基硅氧烷 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
环五聚二甲基硅氧烷 |
22.70 |
22.70 |
22.70 |
22.70 |
22.70 |
聚二甲基硅氧烷(6 mm2/s) |
0.00 |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
7.00 |
异壬酸异壬酯 |
25.00 |
22.00 |
17.00 |
7.00 |
0.00 |
二硬脂二甲铵锂蒙脱石 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
粉体 |
二氧化钛 |
1.76 |
4.40 |
8.80 |
17.60 |
26.40 |
氧化铁黄 |
0.17 |
0.425 |
0.85 |
1.7 |
2.55 |
氧化铁红 |
0.056 |
0.14 |
0.28 |
0.56 |
0.84 |
氧化铁黑 |
0.014 |
0.035 |
0.07 |
0.14 |
0.21 |
其他 |
防腐剂 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
0.800 |
2.2. 实验方法
2.2.1. 样品的制备
测试粉底液基础配方中包含油相、水相、增稠剂和防腐剂。样品制作过程如下：
(1) 用油脂将色粉原料润湿、预混均匀，通过三辊碾磨或球磨使色粉分散均匀，和配方中其它油相组分混合，用乳化机分散均匀，制备成油粉相加热至80℃~85℃，恒温备用。
(2) 将水相原料称入另一个容器内，搅拌至分散均匀，制备成水相并加热至80℃~85℃，恒温备用。
(3) 开启均质机(速度为3500 rpm/min)，将水相缓慢抽入到油相中，加料完毕后继续均质10 min，从而使分散相得以均匀地分散。
(4) 加入增稠剂搅拌均匀，2500 rpm/min的速度均质6 min。
(5) 降温至40℃，加入防腐剂搅拌均匀后，以2000 r/min的速度均质3 min，制备各种剂型的粉底液。
2.2.2. 粉底液暗沉测试方法[6] [7]
取5 mL粉底液料体放至亚克力玻璃片上，用四刃湿膜制备器(制样厚度100 μm)，以匀速将多余玻璃片上的料体刮下，确保制样器表面所承载的料体处于平整状态，且无气泡产生。运用色差仪对制备完成的样品，按照不同时间段依次展开测试工作。选取15 s的数据为0点，依次记录5 min、10 min、15 min、30 min、1 h、3 h、6 h的色差仪数据。
暗沉评价指标：选用色差仪测试样品，采取彩妆领域中普遍使用的色彩表示法——L*a*b色彩表示法，计算公式如下：
式中，ΔE：色差值；ΔL：亮度差值，数值从负到正表示从暗到亮；Δa、Δb：色相和彩度(a值从负到正表示颜色从绿变化到红，b值从负到正表示颜色从蓝变化到黄)；分别代表在基线(T = 15 s)与经过一段时间后的差值。
溶剂&粉底液挥发度曲线测量的实验方法[8]
(1) 将滤纸(Titan ￠11 cm)剪成2 cm × 2 cm的大小，放入一次性培养皿，放入31℃恒温相箱恒重30 min；(2) 将滤纸和培养皿称重记录(滤纸 + 培养皿)的重量；(3) 取0.2 g的样品均匀地涂抹于滤纸片上，记录样品的准确数量，以及(样品 + 滤纸 + 培养皿)的重量作为初始重量；(4) 将(样品 + 滤纸 + 培养皿)放入31℃恒温箱，每隔15 min记录样品盘的重量。一小时后可适当地延长称量的时间间隔，取4个小时的数据；(5) 计算每个时间间隔减少数量，绘制出残留量散点图；(6) 每个样品均各取两个点，取算术平均值。
3. 结果与讨论
3.1. 剂型对粉底液暗沉的影响
粉底液持妆过程中剂型对粉底液暗沉影响很大，为了观察不同剂型对粉底液暗沉的影响，我们首先考察了三种不同剂型的粉底液暗沉随时间的变化(见图1)。结果显示，ΔE随时间延长而增加，其中在10 min内变化较大。因水分的挥发速率比挥发油快很多，10 min的转折主要是因为水分挥发导致，因此前期涂抹变色更多是与水分的挥发有相关性。与基线相比，3 h内的变色情况如图1所示：各产品的变色速率和程度存在差异。但是这种变色几乎无法被人眼察觉，因为ΔE低于2.3，这是人眼能够察觉到的颜色变化的最小值。
根据ΔE值分析，硅油包水型(W/Si)暗沉相对缓慢，但是考虑到硅油本身的特性，这种剂型粉底液可能不够贴肤，容易导致皮肤卡粉、浮粉；也可能会导致皮肤不能很好地“呼吸”，影响皮肤的正常代谢。如果皮肤代谢不畅，废旧角质层不能及时脱落，就会使皮肤看起来粗糙、暗沉。W/(Si + O)型粉底液ΔE比硅油包水型(W/Si)高，但是差距不大；考虑到W/(Si + O)在提供良好保湿效果的同时，又能保证一定的透气性，还能更贴肤，使肌肤能够自由呼吸，这样可以维持肌肤的健康状态，提亮肤色，还能减少因缺氧或营养不足而导致的暗沉。因此，接下来以W/(Si + O)剂型为基础，考察几种油脂对粉底液暗沉的影响。
3.2. 油脂对粉底液暗沉的影响
图2结果表明，油脂的挥发性对粉底液暗沉有比较大的影响，尤其是配方中的挥发性成分，挥发性高的油脂可能在涂抹后迅速蒸发，带走皮肤表面的水分，导致粉底液脱落或结块，从而显得暗沉。此外，油脂挥发后可能留下蜡质或氧化产物，与色粉混合，形成不透明的斑点。与基线相比，3 h内的变色情况如图2所示：各产品的变色速率和程度存在显著差异。其中，变色最小的产品在3 h时的ΔE (180分钟与T0时的色差)约为0.83远低于2.3，这是人眼无法察觉到的颜色变化。变色最大的液态粉底在3 h时的ΔE接近4.47，明显超过了2.3，这表明不同产品的变色严重程度差异很大。从图2还可以看出，即使在3 h时变色程度相似的产品，其变色速率也存在差异。
Figure 1. Effects of formulation on makeup foundation darkening
图1. 剂型对粉底液暗沉的影响
Figure 2. Effects of oil volatility on makeup foundation darkening
图2. 油脂挥发性对粉底液暗沉的影响
3.3. 色粉比例与暗沉的相关性
色粉在粉底液中的作用主要是提供遮瑕力、持久性和颜色修正。所以，色粉的比例变化可能会直接影响这些方面，从而影响是否容易暗沉。与基线相比，180分钟内的变色情况如图3所示：各产品的变色速率和程度存在显著差异。其中，色粉比例高于12%后，产品在3 h时的ΔE (3 h与T0时的色差)约为2.44，高于2.3，人眼能够察觉到的颜色变化。色粉比例继续增高，变色最大的液态粉底在3 h时的ΔE接近6.15，明显超过了2.3，这表明不同产品的变色严重程度差异很大。另外，粉底液中的其他成分也可能与色粉相互作用。比如，保湿剂、乳化剂、防腐剂等。如果色粉比例过高，可能会挤占其他成分的空间，导致配方不稳定，容易分层或结块，这也会影响使用效果和持久性，间接导致暗沉。
Figure 3. Effects of pigment proportion variation on makeup foundation darkening
图3. 色粉比例变化对粉底液暗沉的影响
4. 结论
本研究考察了粉底液不同剂型、挥发油种类和色粉梯度，并分析了它们影响粉底液暗沉的程度。试验结果显示粉底液的暗沉与水分挥发、挥发油挥发、色粉含量等多种因素相关。W/(Si + O)型粉底液ΔE比硅油包水型(W/Si)高，但是差距不大；考虑到W/(Si + O)能提供良好保湿效果，同时有更好的透气性，贴肤，提亮肤色等，所以优先选择W/(Si + O)剂型。当配方中挥发油含量很高时，ΔE值的变化速率明显，且其速率高于水分挥发时的速率。由此可得知在一定的浓度范围内挥发油含量越高，暗沉速度越快，且最终变色后暗沉更严重。而当挥发物比例较少时，暗沉速度变化率低，较平稳增长，其最终变色后颜色变化较小。色粉比例不同，产品的变色严重程度差异较大。色粉比例高于12%后，产品在3 h时的ΔE约为2.44，人眼能够察觉到的颜色变化。粉底液中的其他成分也可能与色粉相互作用；比如，保湿剂、乳化剂、防腐剂等。如果色粉比例过高，可能会挤占其他成分的空间，导致配方不稳定，容易分层或结块，这也会影响使用效果和持久性，间接导致暗沉。本文内容限于考察粉底液的剂型、挥发油的种类、色粉含量的维度分析与暗沉因素的研究。然而，实际配方中需要考虑更多的影响因素。粉底液的暗沉不仅取决于油脂的含量、极性、折光率，乳化剂种类和含量，色粉的种类、粒径大小以及成膜剂的种类和含量等，更与原料间的协同效应及环境因素相互作用密切相关。研发人员在开展粉底液配方设计时，需综合考虑上述影响因素，并通过实验进行验证；在确保满足客户需求的基础上，尽量减少粉底液暗沉现象，从而提升产品质量。