激光打印字跡人為熱老化表觀特征研究

李 軍

（河北省張家口市公安局，河北 張家口075000）

人為老化文件是指為使所需的文件在外觀上與標稱時間的文件相符，人為故意采用一定的物理、化學手段對文件進行加工處理，使其在短時間內(nèi)加速老化、陳舊而形成的一種假文件。文件人為老化的手段有多種，如光老化、熱老化、溶液浸泡等?，F(xiàn)今，隨著辦公自動化程度不斷升級，特別是激光打印機因其打印速度快、噪音小、打印效果好等優(yōu)點，在現(xiàn)代辦公和社會生活中得到廣泛應(yīng)用。相應(yīng)利用此類機具進行違法犯罪活動的案件也逐年增多。由于技術(shù)手段、設(shè)備條件和墨粉色料本身的性質(zhì)等諸多條件的限制，針對激光打印字跡人為老化的表觀特征的鑒別和形成時間的判定，至今仍是文件檢驗技術(shù)中比較疑難的課題。基于此種情況，作者近年對激光打印字跡展開系列研究，研究了人為光老化激光打印字跡表觀變化特征，并且對激光打印字跡人為熱老化表觀特征進行研究，探討識別人為老化激光打印字跡表觀特征的方法，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)其變化規(guī)律，為判定激光打印字跡案件文件制成時間和識別文件真?zhèn)翁峁﹨⒖家罁?jù)。

1 激光打印字跡人為老化概述

1.1 激光打印字跡的形成過程

激光打印機是光、機、電一體化、且高度自動化的計算機輸出設(shè)備，其基本工作原理是將載有字符信息的激光束掃描在勻速轉(zhuǎn)動的感光鼓上，從而形成與之相對應(yīng)的靜電潛像，經(jīng)過顯影，帶負電的墨粉使靜電潛像變成墨粉像，墨粉像在被轉(zhuǎn)印到普通紙上后再經(jīng)定影加熱，墨粉中的樹脂溶化，墨粉形成字跡。激光打印機打印的文件，字跡筆畫邊緣齊整，墨跡平實，分辨率高，清晰度好，色澤鮮艷，點陣痕跡不明顯，撇捺筆畫比較平滑，近似活字質(zhì)量。在放大鏡下觀察，可見筆畫由細小墨粉顆粒堆積而成，筆畫交叉處墨粉堆積更明顯，或由不規(guī)則的塊狀、塊狀墨跡構(gòu)成，在文件空白處也有細小的墨點存在。

1.2 鑒別激光打印字跡人為老化的依據(jù)

普通的墨粉顆粒都呈不規(guī)則的幾何外形，邊緣粗糙，不能緊密結(jié)合，但是由于墨粉獨特的分子結(jié)構(gòu)，很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)。通過長時間人為老化手段如恒溫恒濕加熱等，將破壞墨粉的分子結(jié)構(gòu)，致使其表觀特征發(fā)生變化，墨粉的光澤度下降，出現(xiàn)墨粉顆粒的彌散現(xiàn)象等。

1.3 文件老化機理

1.3.1 紙張老化機理 紙張是由植物纖維磨碎后制成紙漿，再加各種填充料經(jīng)壓光而成。當紙張受到光等作用時，會出現(xiàn)發(fā)黃現(xiàn)象。其變化的原因主要有三種：一種是紙漿漂白時生成的多糖降解產(chǎn)物的分解，促使多糖尾酸的生成；另一種是紙張中痕量的金屬特別是鐵和銅，與漂白漿中的羰基生成不穩(wěn)定的絡(luò)合物；第三種是紙張中含有多種能引起光敏化作用的物質(zhì)，如木質(zhì)素、脂肪、游離氯、鹽酸等。紙張老化后對藍—紫光譜區(qū)反射能力普遍降低，在黃綠和紅色區(qū)域變化不大。這種反射能力在光譜上的重新分配，使得紙張看起來發(fā)黃。

1.3.2 墨粉老化機理 目前的激光打印墨粉由著色顏料、粘結(jié)樹脂、極性控制劑和輔助添加劑等組成。在紫外線照射下，會對某些成分的分子作用力、鍵能及極性平衡產(chǎn)生影響，從而使墨粉色料的光澤、溶解度、化學組成的分子結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，加快墨粉色料的演化、交聯(lián)、聚合。當外界能量達到一定程度后，可使色料成分發(fā)生光分解作用，破壞了有機物的官能團，石墨粉色料分子化學組成和成分的分子結(jié)構(gòu)改變。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

筆者收集了目前國內(nèi)市場上可購買到的不同牌號的激光打印機的打印字跡4種。

2.2 實驗儀器、試劑

2.2.1 儀器 燒杯、鑷子、厚紙板、別針、秒表、恒溫恒濕箱、體式顯微鏡、照相機

表1 激光打印字跡樣本

2.2.2 試劑 水

2.3 實驗樣本制備

熱老化實驗樣本制備：將4種型號激光打印機打印出的實驗樣本分別放入恒溫恒濕箱中，溫度分別控制在120℃，濕度控制在50%，加熱1h、5h、12h、24h、48h、96h、120h，每隔一段時間從恒溫恒濕箱中取出實驗樣本，觀察其表觀特征。

2.4 熱老化實驗方法

2.4.1 用惠普1020、佳能Ip1600、東芝520、美能達1350四種型號的激光打印機在普通的A4打印紙上打印出實驗樣本材料（表1），放入恒溫恒濕箱中，溫度控制在120℃，濕度控制在50%加熱，分別恒溫烘烤1h、5h、12h、24h、48h、72h、96h、120h后對實驗樣本進行觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

2.4.2 用體視顯微鏡觀察每組樣本的表觀特征，并與自然樣本相比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 激光打印字跡在熱老化方法下的表觀特征

3.1.1 經(jīng)熱老化后紙張的表觀特征 通過實驗發(fā)現(xiàn)：各實驗樣本在溫度120℃，濕度為50%的恒溫恒濕箱內(nèi)烘烤1h，均無明顯變化與自然樣本相同，變化不大。2h、5h分別對實驗樣本進行觀察，發(fā)現(xiàn)與自然樣本基本相同，只是紙張邊緣有稍許彎曲。12h后，紙張的白度明顯下降。72h后紙張的白度下降劇烈，明顯呈現(xiàn)出黃色，紙張發(fā)干，稍用力紙面會出現(xiàn)裂紋，出現(xiàn)焦黃點。96h對實驗材料觀察發(fā)現(xiàn)紙張變化情況與72h的實驗材料較相似只是在白度下降程度上有進一步的變化。

出現(xiàn)上述紙張變化情況是因為紙張受到熱作用時會發(fā)生熱老化，其老化程度隨溫度升高而加劇。由于加熱，紙張所吸附的游離水會逐漸脫去。當溫度繼續(xù)升高到一定程度時紙張纖維素的結(jié)合水也會失去。由于脫水，紙張喪失原有的強度和柔韌性、變硬變脆，耐折度和撕裂度均有所下降。乃溫度越高，紙張強度越明顯。紙張受熱時纖維素分子上的二鍵和葡萄糖基上的—C—C—鍵逐漸斷開，造成聚合度下降，并產(chǎn)生紙分子的揮發(fā)性產(chǎn)物。纖維素的紙分子化造成氫氧基消失氫鍵減少，結(jié)合能下降。紙張的強度急劇惡化，顏色發(fā)暗失色。

3.1.2 經(jīng)熱老化后激光打印字跡的表觀特征 實驗發(fā)現(xiàn)：恒溫120℃、恒濕50%，隨著時間的增加，4種激光打印字跡實驗樣本與自然樣本相比逐漸變暗，字跡筆畫周圍有墨粉擴散現(xiàn)象，字跡的筆畫立體感減弱。加熱1h內(nèi)，樣本上的字跡與自然樣本相比均沒有顯著變化；加熱24h后，激光打印字跡的表面尤其在筆畫的中間位置出現(xiàn) “亮點”，說明筆畫上的墨粉已經(jīng)開始輕微的熔化（如下圖中四種激光打印字跡在加熱24h時筆畫上都出現(xiàn) “亮點”），同時筆跡的光澤度降低，陳舊感增強，顏色略有變化，筆畫上出現(xiàn)墨粉彌散現(xiàn)象；加熱48h后，激光打印字跡筆畫表面上的 “亮點”部分消失，局部開始出現(xiàn)小面積的光滑狀態(tài)。繼續(xù)加熱96h后，實驗樣本上字跡的筆畫中間出現(xiàn)大面積的表面光滑平整的形態(tài)，筆畫上的“亮點”基本消失。在自然老化中，很難引起這樣的變化，這可以作為判斷加熱老化的一個基本依據(jù)。字跡筆畫暗淡無光澤，給人以幾十年的陳舊之感，同時筆畫上的墨粉彌散現(xiàn)象特別明顯，基本看不出有立體感。

因為對激光打印字跡樣本進行加溫加熱時，當外界能量達到一定程度時，可使筆畫上的墨粉發(fā)生熱分解作用，致使墨粉原子結(jié)構(gòu)遭到破壞，與其他物質(zhì)一起融化到紙張材料里，且墨粉的顆粒度減少，與紙張結(jié)合更加牢固，故看似失去立體感。在高溫條件下，字墨粉還能和一些紙張上的渣滓發(fā)生化學反應(yīng)，使字跡陳舊老化（見圖1）。

圖1.1 溫度為120℃、濕度為50%經(jīng)加熱在不同時間情況下惠普激光打印字跡的表觀特征

圖1.2 溫度為120℃、濕度為50%經(jīng)加熱在不同時間情況下佳能激光打印字跡的表觀特征

圖1.3 溫度為120℃、濕度為50%經(jīng)加熱在不同時間情況下東芝激光打印字跡的表觀特征

圖1.4 溫度為120℃、濕度50%經(jīng)加熱在不同時間情況下美能達激光打印字跡的表觀特征

人為熱老化激光打印字跡欺騙性很強，制造出來的老化現(xiàn)象往往能夠以假亂真。在對其檢驗時應(yīng)該仔細地從紙張、筆跡上的墨粉特征入手，查找人為老化的特征。除此之外，還可以根據(jù)文件上的自述內(nèi)容、格式、用語與標稱時間所處的時代是否一致，字體的書寫規(guī)范與使用時期是否一致等方面進行鑒定，不能拘泥于一個方面，相互驗證，綜合評判，以得出準確、可靠的鑒定結(jié)論。這樣對文件上的激光打印字跡進行多方位綜合檢驗來認定激光打印字跡的真實形成時間，為確定文件是否偽造提供科學的依據(jù)。

[1]徐立根.物證技術(shù)學 [M].北京：中國人民大學出版社，1999.

[2]李瓊瑤.司法物證鑒定技術(shù) [M].北京：中國民主法制出版社，2005.

[3]李德營，魯宇.人為老化證據(jù)的綜合檢驗及應(yīng)用 [C].第四屆全國文檢學理論與實踐研討會論文集.中國公共安全雜志社，2003：333－335.

[4]楊群英，葛存友.1例人為老化文件的鑒定 [J].刑事技術(shù)，2002，（4）：41－42.

[5]謝朋，李彪.人為老化文件的鑒別 [J].遼寧警專學報，2003，（2）：32－33.