选购知识 - 眼镜片的疏水膜，易洁膜，防尘膜，... 具体都是些啥？

前言

上一篇讲到了在选购眼镜片的时候，关于光学设计的那些事，具体戳下文：

镜片中的科学 篇三：选购知识 - 谈谈眼镜片的光学设计前言非权威调查显示，消费大众选择眼镜的时候，可能和选择袜子一样随便 。然而，袜子的好坏，摸摸就能知道，而眼镜存在明显的信息不对称。消费者进眼镜店，或者眼科机构，基本全凭从业人员的推荐，随便整出几个专业术语和词汇就能弄得你一愣一愣。这些名词或术语可以是品牌或价格优势，又或是材料特性，光学设计，还可能Leoyy| 赞12 评论14 收藏204查看详情

今天来讲一讲功能性膜层，如何从技术上理解，商家口中眼镜片具备各类疏水易清洁功能的膜层，究竟是名副其实还是存在夸大和忽悠呢？然后都有什么简单测试性能好坏的方法呢？

将这些镜片销售和推荐中常见的“功能”依次排开，可分为：疏水（防水）| 疏油 | 易清洁| 防尘。这也和市场上主流镜片厂家的性能宣称比较契合（见下图，非权威调查）。

主流镜片厂商对于功能性膜层的性能宣称占比分布

技术概览

对于所说的疏水易清洁的膜层，其实主要是通过在减反射镀膜（AR Coating）表面，再附加一层低表面能的物质来实现的。这类低表面能的物质一般为含硅氟材料。看下图，这些含氟基团整齐排列如同梳子一般，将水，油等物质排除在外。

镜片上经表面处理附加上的的硅氟材料层

对于防尘的膜层，除了这一层低表面能膜层外，还需要一层金属氧化物层(ITO层，氧化铟锡），便于镜片表面受摩擦所产生的静电能够迅速被导离，灰尘从而不易被吸附。

低表面能层和ITO导电层（来源，ZEISS官网）

疏水（防水）

疏水膜，或防水膜，亦或业内俗称"发水膜", 顾名思义，是说该膜层具备疏水或者说防水性能，意味着水珠在镜片上不易附着。用科学语言表达，也就是镜片表面具备较大的水接触角。可以理解为接触角越大，水珠（注意不是油）越不容易附着在镜片表面。

不同大小接触角图解

水接触角较大时发生的弹跳现象

当角度达到一定值（150度左右）之后，可以看到类似荷叶上水珠滚动的现象，如以上动图所示，防水性能若达到这个等级，水珠基本是没法附着了，镜片上的脏污也容易被水冲掉，一切都显得非常完美。。。那么问题来了，眼镜片能达到这个性能吗？

NO! 答案是不行

究其原因也非常简单，超高接触角（>150°）一般有两个要求：
第一，疏水表面存在表面能极低物质，例如硅氟材料；
第二，疏水表面需要粗糙不平（存在微结构）；

很明显，作为表面非常光滑的镜片，第一点可以实现，但第二点实现是极其困难。 所以市售普通镜片水接触角一般都在110°左右。

专业和学术领域一般使用接触角测试仪来检测接触角，作为消费者没有专业仪器，怎样才能简单测试疏水性能呢？在这里我推荐评估水珠的滚动角相对较为方便，可操作。

稍微倾斜镜片，如水珠顺利滑落，表示疏水性为佳

疏油

疏水和疏油存在一定的对应关系，一般来说，油接触角较大的情况下，水接触角也会很高。
然而，反过来则不一定成立 - 也就是说，水接触角高的情况下，油接触角可能很低。

这个特性会产生什么问题呢？

很显然的一点是，平时佩戴镜片的时候，大部分的污迹都来自于脸部分泌的油脂，脱落的皮肤组织，空气中的灰尘等等，和水相关的情况并不多！

如果镜片只疏水不疏油，其防污能力就非常有限了！

同样的，不用使用专业仪器，油接触角也有相对简便的评估手段：使用记号笔涂划镜片然后观察镜片上墨水笔迹的粗细，笔迹越细表示疏油性能越好；条件许可还可以用纸巾或眼镜布擦拭，如果擦除较容易，也意味着疏油性能较佳。要注意的是，记号笔分两种，一种是水性油墨笔，另一种是油性油墨笔，这里推荐使用油性油墨笔，因为水性油墨笔更多的是评估疏水性能。

记号笔笔画测试（右边镜片疏油性能更好）

易清洁

易清洁指的是污迹在镜片上形成后，很容易通过擦拭或冲洗的方式去除，它和疏水疏油有一定的相关性。但又不是绝对相关。要达到易清洁，镜片表面除了疏水疏油之外，还需要达到低摩擦系数，这样在污迹不容易粘附的同时，擦拭起来阻力也更小。

目前业内并没有可量化的标准方法来对易清洁性能来进行专业评估，因为模拟污迹，模拟擦拭等都让测试的可重复性和可比较性变得困难。从消费者角度，易清洁性能可以通过对疏水，疏油的评估来侧面体现。

量化“易清洁”测试很不容易

防尘

防尘是指，在佩戴环境下，空气中的尘土不容易附着在镜片表面，或者附着之后容易吹去，前面提到，这个性能更主要和镜片的防静电层（ITO层）相关。相关测试有很多种，有哪些是我们自己能够方便进行操作的呢？大家应该都学过物理课本上，用丝绸摩擦玻璃棒，然后头发被吸附的现象。同样的原理，我们可以准备少量的纸屑，然后使用纸巾或眼镜布来回摩擦镜片几下，看看是否有纸屑吸附到镜片上 - 抗静电能力好的镜片，纸屑应该完全不被吸附。

纸屑吸附实验（图中镜片不防静电）

到这里，关于疏水易清洁方面的基本原理和测试手段已经介绍完了，但还一个关键性能没有提到：耐久性。
那么，佩戴几个月之后的镜片，疏水易清洁方面性能还能完好保持吗？该如何评估呢？

遗憾的是，对于消费者来说，目前还没有简单可靠的可以自行评估的方法，而业内评估一般是采用模拟擦拭的方法来进行。如果希望镜片耐久性较好，相对来说推荐国内外主流厂家的产品。以下给出两个主流品牌的技术介绍链接供参考。

ZEISS蔡司

Hoya豪雅

总结

• 膜层功能性可分为 疏水（防污）| 疏油 | 易清洁| 防尘，依靠低表面能膜层和导电层来实现；
  

  
  

• 只疏水不疏油意义不大，因为镜片上污迹更多是油性油脂等；
  

  
  

• 易清洁三要素：疏水，疏油，低摩擦系数；
  
  

• 疏水，疏油，防尘都有消费者可使用的简单评估方法；
  
  

• 防尘除了需要低表面能膜层外，更多取决于导电层；
  
  

• 疏水易清洁膜层的耐久性，在实际佩戴中显得更为重要。