在化妝品行業(yè)，“膚感”曾是一個高度依賴感官評價的主觀概念。面霜是否易推開？乳液是否粘稠拉絲？護(hù)手霜在皮膚上是否順滑？這些問題長期依靠人工感官小組來回答，結(jié)果主觀差異大、重復(fù)性差、難以量化。

然而，隨著消費者對功效和體驗的要求日益精細(xì)化，僅靠“滑、潤、黏”等定性描述已無法滿足研發(fā)、品控與宣稱驗證的需求?；瘖y品的核心體驗往往由其流變特性與力學(xué)行為決定。這些問題無法通過粘度計*全回答，卻可以通過模擬指尖涂抹、皮膚延展、取用阻力等動作的質(zhì)構(gòu)儀（Texture Analyzer） 來精準(zhǔn)評價。

質(zhì)構(gòu)儀（物性分析儀）是一種基于力學(xué)特性分析的檢測設(shè)備，通過模擬手指、皮膚等與化妝品的真實接觸過程，將乳霜的硬度、涂抹性、粘附性等“膚感”指標(biāo)轉(zhuǎn)化為客觀、可量化、可追溯的數(shù)據(jù)。對于乳霜類化妝品而言，質(zhì)構(gòu)儀能夠全面分析其硬度、粘性、內(nèi)聚性、涂抹性、粘附性等物性品質(zhì)。

本文將從乳霜類化妝品的核心測試指標(biāo)出發(fā)，系統(tǒng)解析質(zhì)構(gòu)儀的測試方法、探頭選擇、參數(shù)設(shè)置及其在研發(fā)與品控中的典型應(yīng)用場景。

一、乳霜類化妝品測試的核心指標(biāo)

乳霜類化妝品的“膚感”本質(zhì)上是一段短時間內(nèi)的連續(xù)力學(xué)響應(yīng)——從指尖接觸樣品開始，乳霜會經(jīng)歷結(jié)構(gòu)啟動、剪切流動、延展破壞，以及涂抹后的結(jié)構(gòu)回復(fù)與殘留行為。因此，單一數(shù)值往往不足以描述真實的使用體驗，必須從多個維度綜合評價。

1. 硬度（Firmness/Hardness）

定義：探頭壓縮乳霜樣品至規(guī)定深度時所需的最大力值。硬度反映了乳霜在罐中的“站立性”和抵抗變形的能力。

膚感對應(yīng)：硬度高的乳霜給人“濃稠密實”的觸感，在罐中不易流動；硬度低的乳霜則更“輕盈順滑”。研究顯示，隨著增稠劑含量的增加，乳霜的硬度不斷增大。

2. 稠度（Consistency）

定義：乳霜在受力過程中流動的阻力大小。通過探頭穿透或反擠壓測試中的力-位移曲線正面積來表征。

膚感對應(yīng)：稠度影響乳霜的“取用難易度”——稠度過高則難以挖取，稠度過低則容易流淌。

3. 涂抹性/涂抹功（Spreadability/Spread Work）

定義：將乳霜從一點推開到覆蓋皮膚表面所需的累積阻力或做功。涂抹功越低，說明乳霜越容易推開。

膚感對應(yīng)：涂抹性是消費者對乳霜最直接的體驗之一。膏霜的涂抹性與質(zhì)構(gòu)硬度具有顯著負(fù)相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)為-0.512）——硬度越高，涂抹性越差。

4. 粘附性（Adhesiveness/Stickiness）

定義：探頭從乳霜表面分離所需的力或功。粘附性通過力-時間曲線上的負(fù)面積來表征。

膚感對應(yīng)：粘附性反映乳霜在皮膚上的“掛壁性”和“粘膩感”。粘附性過高則產(chǎn)品“粘手”，過低則無法在皮膚表面停留。

5. 內(nèi)聚性（Cohesiveness）

定義：乳霜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合強度，反映樣品在受壓后保持完整的能力。

膚感對應(yīng)：內(nèi)聚性影響乳霜的流動能力、掛壁性和涂抹體驗。合適的內(nèi)聚性可使乳霜順利涂抹且不易斷裂。

二、乳霜測試的三種核心方法

方法一：穿透測試（Penetration Test）——評價硬度和稠度

穿透測試是常用的乳霜測試方法之一，通過探頭垂直壓入乳霜樣品至規(guī)定深度，測量其抵抗穿透的能力。

測試原理：使用半球形或圓柱形探頭以恒定速度刺入乳霜樣品，儀器記錄探頭穿透過程中的力值變化。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的觸發(fā)力后，探頭開始穿透樣品到規(guī)定的距離，最大正力即為樣品的硬度。

典型參數(shù)設(shè)置：

• 探頭：半球形探針或圓柱形探頭

• 測試速度：1.0-2.0 mm/s

• 目標(biāo)距離：12-25 mm

• 觸發(fā)力：1.5-10 g

適用場景：評價乳霜的硬度和稠度，區(qū)分不同配方的質(zhì)地差異。

方法二：涂抹性測試（Spreadability Test）——模擬“皮膚推開”

涂抹性測試通過模擬手指在皮膚上推開乳霜的過程，量化乳霜的延展阻力和涂抹功。

測試原理：將乳霜樣品置于模擬皮膚表面，使用錐形探頭或?qū)Ｓ猛磕▕A具以一定速度在樣品表面滑動或壓縮，記錄推開過程中的力值變化。涂抹功反映了推開乳霜所需的累積阻力，涂抹功越低，延展性越好。

典型參數(shù)設(shè)置：

• 探頭：錐形探頭（如45°錐形探頭）+ 涂抹測試夾具

• 測試模式：壓縮模式

• 測試速度：1 mm/s

• 目標(biāo)距離：12 mm

適用場景：評價乳霜的延展性和涂抹順滑度，區(qū)分“清爽型”與“滋潤型”產(chǎn)品的力學(xué)差異。

方法三：TPA全質(zhì)構(gòu)分析（Texture Profile Analysis）——綜合評價

TPA測試通過兩次壓縮模擬“按壓→回彈→再按壓”的過程，一次測試可同時獲取硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性、咀嚼性等多個質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

測試原理：探頭以設(shè)定的速度和壓縮比例對樣品進(jìn)行兩次壓縮，軟件從力-時間曲線中提取多項質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)。

典型參數(shù)設(shè)置（參考實際研究案例）：

• 探頭：TA/0.5凝膠探頭

• 測試模式：TPA全質(zhì)構(gòu)分析

• 預(yù)測試速度：1.0 mm/s

• 測試速度：2.0 mm/s

• 測試后速度：2.0 mm/s

• 目標(biāo)類型：距離，目標(biāo)值25 mm

TPA可獲取的參數(shù)：

• 硬度：第一次壓縮的最大峰值力

• 粘性：反映樣品的粘稠程度

• 彈性：樣品受壓后的恢復(fù)能力

• 膠著性：硬度×內(nèi)聚性，反映半固體樣品的黏稠特性

• 內(nèi)聚性：兩次壓縮面積之比，反映樣品的內(nèi)部結(jié)合強度

實際案例：一項研究中，市售乳霜在硬度、粘性、彈性、膠著性和內(nèi)聚性方面均高于實驗室乳霜。這表明市售乳霜流動性低、更濃稠密實，被壓后恢復(fù)形狀能力強，涂抹時粘附感強、掛壁性好；而實驗室乳霜則更輕盈順滑，但結(jié)構(gòu)松軟，涂抹時易流失破裂。

三、探頭選擇：乳霜測試的“第一道選擇題”

探頭的選擇直接影響測試結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。不同類型的乳霜和不同的測試目的需要匹配不同的探頭。

選擇原則：

• 模擬真實動作：選擇能模擬指尖取用、涂抹推開等實際使用場景的探頭

• 匹配樣品特性：軟質(zhì)樣品（如乳液）適合錐形探頭或凝膠探頭；硬質(zhì)樣品（如膏狀面霜）適合圓柱平頭探頭

四、典型應(yīng)用場景：從研發(fā)到品控的全鏈條覆蓋

1. 配方研發(fā)與優(yōu)化

質(zhì)構(gòu)儀在乳霜配方研發(fā)中發(fā)揮著不可替代的作用。通過系統(tǒng)地測試不同配方下的硬度、涂抹性和粘附性，研發(fā)人員可以：

• 確定增稠劑最佳添加量：研究表明，隨著增稠劑含量的增加，產(chǎn)品的硬度不斷增大。質(zhì)構(gòu)儀可以幫助精準(zhǔn)定位“軟硬適中”的添加量。

• 優(yōu)化乳化體系：不同乳化劑制備的膏霜，其質(zhì)構(gòu)參數(shù)存在顯著差異。

• 區(qū)分產(chǎn)品系列：區(qū)分“清爽型”與“滋潤型”面霜的力學(xué)差異，指導(dǎo)乳化體系與增稠劑選擇。

2. 生產(chǎn)過程控制與批次一致性

在乳霜生產(chǎn)線上，質(zhì)構(gòu)儀可作為過程控制工具：

• 批次一致性驗證：通過對不同批次的乳霜進(jìn)行TPA測試，分析硬度、粘性、內(nèi)聚性等參數(shù)的批次間差異

• 貨架期穩(wěn)定性評估：研究不同貨架期對乳霜粘性等指標(biāo)的影響

• 工藝波動預(yù)警：當(dāng)硬度、涂抹功等關(guān)鍵參數(shù)偏離歷史控制限*，及時排查工藝問題

3. 競品對標(biāo)與品質(zhì)定位

通過對標(biāo)競品進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)構(gòu)分析，企業(yè)可以：

• 獲取競品的硬度、涂抹性、粘附性等基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

• 明確自身產(chǎn)品的品質(zhì)定位

• 為產(chǎn)品差異化開發(fā)提供數(shù)據(jù)依據(jù)

4. 感官評價的“數(shù)據(jù)化翻譯”

質(zhì)構(gòu)儀的一大核心價值在于將主觀感官評價轉(zhuǎn)化為客觀數(shù)據(jù)。研究顯示，膏霜的涂抹性與質(zhì)構(gòu)硬度具有顯著負(fù)相關(guān)性；質(zhì)構(gòu)儀測試參數(shù)硬度與感官評價結(jié)果具有顯著相關(guān)性。這種“感官-數(shù)據(jù)”的對應(yīng)關(guān)系，使研發(fā)人員可以用客觀數(shù)據(jù)預(yù)測消費者的主觀感受。

五、乳霜測試的關(guān)鍵注意事項

1. 樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化

乳霜樣品的裝填方式直接影響測試結(jié)果：

• 樣品應(yīng)均勻填充在測試容器中，避免氣泡

• 樣品表面應(yīng)抹平，確保探頭接觸一致

• 每次測試的樣品量應(yīng)保持一致

• 測試后徹*清潔探頭，避免殘留影響下一次測試

2. 溫度控制

乳霜的流變特性對溫度極為敏感：

• 測試前樣品應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)室溫（約21-25℃） 下平衡

• 測試環(huán)境溫度應(yīng)保持穩(wěn)定

• 溫度波動可能導(dǎo)致硬度、粘性等指標(biāo)的顯著變化

3. 測試條件的標(biāo)準(zhǔn)化

只有測試條件相同，結(jié)果才具有可比性。乳霜測試中應(yīng)統(tǒng)一：

• 探頭類型與規(guī)格

• 測試速度

• 目標(biāo)距離/壓縮比例

• 觸發(fā)力

• 樣品裝填方式

4. 數(shù)據(jù)解讀的多維度視角

乳霜的使用體驗往往涉及多個質(zhì)構(gòu)參數(shù)的協(xié)同作用。建議結(jié)合硬度、涂抹功、粘附性、內(nèi)聚性等多個指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，而非僅看單一數(shù)值。

六、西奧機電的乳霜類化妝品測試解決方案

濟南西奧機電有限公司（CELTEC西奧）作為專業(yè)的材料測試儀器制造商，長期致力于為化妝品、食品、制藥、包裝等行業(yè)提供精準(zhǔn)的測試解決方案。其TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀在乳霜類化妝品的物性測試方面具備以下核心優(yōu)勢：

多模式測試能力：TEX系列支持穿透測試、涂抹性測試、TPA全質(zhì)構(gòu)分析、保持測試、應(yīng)力松弛與蠕變測試等多種模式。一次TPA測試可同時獲取硬度、粘性、彈性、內(nèi)聚性、膠著性等多項質(zhì)構(gòu)參數(shù)?？赏暾麖?fù)現(xiàn)“取用-涂抹-鋪展”的全過程。

豐富的探頭配置：TEX系列配備多種適用于化妝品測試的探頭——錐形探頭（測試乳液、護(hù)手霜等的柔軟度、延展性和涂抹性）、凝膠探頭（TPA全質(zhì)構(gòu)分析，測試乳霜的硬度與彈性）、半球形探頭（模擬手指涂抹，評估稠度）、圓柱平頭探頭（測試面霜、身體乳的硬度與抗析水能力）?？筛鶕?jù)不同乳霜的特性和測試目的靈活選擇。

高精度力學(xué)測量：采用高精度力量感應(yīng)元，多量程可選（0.5kg、5kg、10kg、50kg等），力值測量精度優(yōu)于0.5%F.S. ，位移分辨率達(dá)0.01mm。能夠精準(zhǔn)捕捉乳霜在穿透、涂抹過程中的微小力學(xué)響應(yīng)，確保硬度、涂抹功、粘附性等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

力-位移曲線實時分析：測試過程中實時采集并顯示力-位移曲線（或力-時間曲線）。操作人員可以直觀觀察乳霜從接觸、壓縮到回彈的全過程力學(xué)響應(yīng)。系統(tǒng)自動計算硬度（峰值力）、涂抹功（曲線下面積）、粘附性（負(fù)面積）、彈性恢復(fù)率等關(guān)鍵參數(shù)。多條曲線可疊加對比，直觀評估不同配方或不同批次產(chǎn)品之間的差異。

數(shù)據(jù)合規(guī)與可追溯：測試數(shù)據(jù)自動記錄存儲，支持導(dǎo)出為報告。配套軟件可滿足化妝品行業(yè)ISO質(zhì)量管理體系及GMP的數(shù)據(jù)管理要求，為產(chǎn)品研發(fā)、批次放行和宣稱驗證提供完整的力學(xué)性能證據(jù)鏈。

西奧機電的材料測試解決方案還廣泛應(yīng)用于包裝材料測試、醫(yī)療器械材料及包裝測試、藥品測試、膠粘劑測試、紡織品測試、紙張和紙板容器測試及質(zhì)構(gòu)分析等領(lǐng)域，并可針對特殊測試需求提供定制化服務(wù)和自動化改造方案。

七、結(jié)語

乳霜類化妝品的“膚感”，從來不是一句模糊的“好用”可以概括的。硬度決定了產(chǎn)品在罐中的“站立性”；涂抹功反映了推開時的順滑程度；粘附性量化了涂抹后的“粘膩感”；內(nèi)聚性揭示了產(chǎn)品在皮膚上能否保持完整不破裂。

質(zhì)構(gòu)儀正是將乳霜的“膚感”轉(zhuǎn)化為“數(shù)據(jù)”、將“主觀評價”升級為“科學(xué)決策”的核心工具。從穿透測試評價硬度與稠度，到涂抹性測試量化推開阻力，再到TPA全質(zhì)構(gòu)分析綜合評價硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性等多維指標(biāo)——不同的測試方法從不同維度揭示了乳霜的物性本質(zhì)。

更重要的是，質(zhì)構(gòu)儀數(shù)據(jù)與感官評價結(jié)果之間的顯著相關(guān)性已被大量研究所證實。這意味著，研發(fā)人員不再需要依賴“涂抹-感受-再調(diào)整”的循環(huán)來優(yōu)化配方，而是可以直接參考硬度、涂抹功、粘附性等客觀數(shù)據(jù)做出精準(zhǔn)決策。

濟南西奧機電有限公司（CELTEC西奧）TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀，以多模式測試能力、豐富的探頭配置、高精度力學(xué)測量、力-位移曲線實時分析為核心優(yōu)勢，為化妝品行業(yè)提供了從配方研發(fā)、過程控制到成品放行的全鏈條乳霜物性檢測解決方案，助力企業(yè)以精準(zhǔn)的量化數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品品質(zhì)提升與消費者體驗優(yōu)化。

本文依據(jù)質(zhì)構(gòu)儀在化妝品物性測試中的技術(shù)原理及相關(guān)行業(yè)實踐撰寫，僅供參考。具體測試操作請以儀器操作規(guī)程及樣品特性為準(zhǔn)。