同軸光垂直落射顯微觀察區(qū)分黑色簽字筆墨水種類研究*

福建省公安廳物證鑒定中心 林祥 莊順 袁彬彬 徐乃勝 郁超英

同軸光垂直落射顯微觀察區(qū)分黑色簽字筆墨水種類研究*

福建省公安廳物證鑒定中心 林祥 莊順 袁彬彬 徐乃勝 郁超英

目的：通過對(duì)黑色簽字筆墨水書寫墨跡表面結(jié)構(gòu)形態(tài)的光學(xué)顯微放大觀察檢驗(yàn)，達(dá)到對(duì)不同廠家生產(chǎn)的不同品牌型號(hào)黑色簽字筆墨水區(qū)分的目的。方法：應(yīng)用同軸光垂直落射顯微觀察法對(duì)來自于33個(gè)廠家的80種牌型號(hào)黑色簽字筆墨水進(jìn)行種類區(qū)分。結(jié)果：對(duì)經(jīng)紅外線檢驗(yàn)和熒光檢驗(yàn)無法區(qū)分的72個(gè)牌型號(hào)的黑色簽字筆墨水，根據(jù)同軸光落射顯微觀察結(jié)果的差別，可再次分成2大類5小類。結(jié)論：同軸光落射顯微觀察法是一種快速、簡(jiǎn)便、無損的黑色簽字筆墨水種類檢驗(yàn)方法。

簽字筆 墨水種類 同軸光垂直落射 顯微觀察法 紅外線熒光檢驗(yàn)

在偵查破案、法庭審理案件和行政執(zhí)法過程中，經(jīng)常遇到作案人或當(dāng)事人用簽字筆涂改、添加內(nèi)容，偽造檔案文書、有價(jià)票據(jù)、合同等各種文件，需要對(duì)簽字筆書寫字跡的墨水種類進(jìn)行鑒別。對(duì)簽字筆墨水種類的鑒別，常用顯微分光光度法[1]、紅外線檢驗(yàn)法和熒光檢驗(yàn)法等，這些方法雖然能夠快速、無損地檢驗(yàn)區(qū)分染料、碳素或者兩者混合的黑色簽字筆墨水種類，但對(duì)于占黑色簽字筆總數(shù)90%以上的既吸收紅外線又不發(fā)熒光的純含碳素黑色簽字筆墨水，至今仍無法再進(jìn)一步深入?yún)^(qū)分[2]。

出于研究需要，我們收集了國內(nèi)市場(chǎng)上銷售的33個(gè)廠家生產(chǎn)的80個(gè)牌型號(hào)的黑色簽字筆，對(duì)其中既吸收紅外線又不發(fā)熒光的72個(gè)牌型號(hào)簽字筆墨水，通過同軸光垂直落射顯微放大觀察，根據(jù)墨跡表面形貌及其顏色差異，進(jìn)一步進(jìn)行種類區(qū)分鑒別，為黑色簽字筆墨水的種類鑒別提供了新的鑒別方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

不同物質(zhì)因其化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)的不同，當(dāng)不同光源的光以不同方式經(jīng)過樣品表面時(shí)發(fā)生的選擇性吸收、反射和散射之后，無論是通過肉眼顯微放大觀察，還是通過光學(xué)轉(zhuǎn)換器接收其物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)信息，對(duì)其檢驗(yàn)結(jié)果的歸類分析，均可對(duì)樣品進(jìn)行分類[3]。正如在可見光下肉眼觀察都是黑色，但實(shí)際化學(xué)成分、種類不同的簽字筆墨水，在紅外光與特定激發(fā)光的照射下，其光譜特征和墨層表面形態(tài)必將呈現(xiàn)出不同的效果。因此，綜合應(yīng)用紅外線和熒光檢驗(yàn)等方法對(duì)黑色簽字筆墨水進(jìn)行初步分類之后，可以運(yùn)用顯微放大觀察字跡筆道墨層的表面形態(tài)信息對(duì)其進(jìn)行再次分類。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

（1）英國Foster/Freeman公司的VSC6000型文檢工作站。

（2）LEICA M165 FC徠卡電動(dòng)立體顯微鏡。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品

利用不同產(chǎn)地、不同品牌、同一品牌不同型號(hào)的80支黑色墨水簽字筆，分別編號(hào)標(biāo)示，并在同一張涂布紙上書寫字跡。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外線和熒光檢驗(yàn)對(duì)樣品初步分類

將編號(hào)為1～80號(hào)的簽字筆書寫樣品，按編號(hào)順序放置在VSC6000型文檢工作站的樣品臺(tái)上，首先進(jìn)行紅外線檢驗(yàn)，參數(shù)設(shè)定為：入射可見/紅外泛光源，長通830，放大倍數(shù)1.5x，自動(dòng)曝光（積分時(shí)間=92ms，光圈=49%），亮度60。然后進(jìn)行熒光檢驗(yàn)，設(shè)備參數(shù)設(shè)定為：強(qiáng)光源400～640nm，長通780，放大倍數(shù)3x，自動(dòng)曝光（積分時(shí)間=92ms，光圈=49%），亮度60。

在相同波長的紅外線照射下，80個(gè)樣品中有73個(gè)樣品強(qiáng)烈吸收紅外線呈黑色，7個(gè)樣品不吸收則變成無色或顏色變淺。在相同波長的激發(fā)光照射下，80個(gè)樣品中有72個(gè)樣品不發(fā)熒光仍是黑色，只有8個(gè)樣品會(huì)發(fā)出熒光。結(jié)果見表1。

表1 紅外線檢驗(yàn)和熒光檢驗(yàn)對(duì)80支黑色簽字筆墨水的分類結(jié)果

綜合紅外線檢驗(yàn)和熒光檢驗(yàn)的結(jié)果，可將樣品歸成四類：第一類是不吸收紅外線僅發(fā)熒光，有7個(gè)樣品；第二類是吸收紅外線且發(fā)熒光，有1個(gè)樣品；第三類是吸收紅外線但不發(fā)熒光，有72個(gè)樣品，第四類是未檢出不吸收紅外線又不發(fā)熒光的樣品。其中，第一、第二類樣品墨水色料是染料，與第三類樣品光譜特征明顯不同。第三類樣品數(shù)量有72個(gè)，占樣品總數(shù)的90%，說明絕大部分黑色簽字筆墨水色料是碳素，總之，根據(jù)樣品是否吸收紅外線或發(fā)熒光，可將80個(gè)樣品分為三大類。

2.2 同軸光垂直落射顯微放大觀察對(duì)樣品再次分類

對(duì)上述第三類既吸收紅外線又不發(fā)熒光的72個(gè)牌型號(hào)簽字筆書寫的墨水樣品，按編號(hào)順序放置在徠卡電動(dòng)立體顯微鏡樣品臺(tái)上，打開垂直落射同軸光光源，顯微放大100倍觀察，依據(jù)其表面形貌及其顏色差異，進(jìn)行種類鑒別。

2.2.1 樣品的再次分類結(jié)果

所有樣品經(jīng)肉眼放大觀察和CCD同步采集后，依據(jù)其表面形貌和顏色差異，分類結(jié)果見表2所示。

表2 同軸光落射顯微觀察法對(duì)72支黑色簽字筆墨水的分類結(jié)果

由表2可見，第一大類樣品數(shù)量有35個(gè)，占樣品總數(shù)的48.6%。第二大類樣品數(shù)量有37個(gè)，占樣品總數(shù)的51.4%，兩大類幾乎各占一半，而且墨層形態(tài)和顏色表現(xiàn)明顯不同，表明這是兩種不同的黑色簽字筆墨水成分體系?？傊?，依據(jù)其表面形貌和顏色差異，可以將其再次分為2大類5小類。

2.2.2 方法的重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證同軸光垂直落射顯微放大觀察法的重現(xiàn)性，每隔一個(gè)月制作樣品或?qū)v史制作的樣本進(jìn)行觀察并采集圖像，相互比對(duì)發(fā)現(xiàn)，結(jié)果幾乎相同，表明同軸光垂直落射顯微放大觀察法具備良好的重現(xiàn)性。

2.2.3 墨水濃淡對(duì)種類特征觀察的影響實(shí)驗(yàn)

為了確定字跡墨層厚度對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在不同書寫壓力和書寫速度下制作樣品，并觀察墨跡形態(tài)和顏色表現(xiàn)也幾乎相同，差異只是墨層厚度的不同。說明墨水濃淡對(duì)種類特征觀察沒有干擾，表明同軸光垂直落射顯微放大觀察法具備良好的抗干擾性。

3 結(jié)論

將同軸光落射顯微觀察法運(yùn)用于黑色簽字筆墨水種類的鑒別，可以把國內(nèi)市場(chǎng)上銷售的不同牌型號(hào)的黑色簽字筆墨水，特別是對(duì)其中經(jīng)紅外線檢驗(yàn)和熒光檢驗(yàn)無法再次區(qū)分（既吸收紅外線又不發(fā)熒光）的黑色簽字筆墨水，可進(jìn)一步區(qū)分為二大類五小類。這種快速、簡(jiǎn)便、無損的黑色簽字筆墨水種類鑒別方法在文件檢驗(yàn)專業(yè)技術(shù)工作中具有重要作用。

[1]許英健,王景瀚.顯微分光光度法及其在物證分析中的應(yīng)用[J].光譜儀器與分析，2005(4)：13-17.

[2]申思,石智峰.光學(xué)方法區(qū)分黑色簽字筆墨水種類的研究[J].廣東公安科技，2013(3)：12-14.

[3]王彥吉,王景瀚.字跡色痕分析與書寫時(shí)間鑒定[M].北京：中國人民公安大學(xué)出版社,2010.

*本科研項(xiàng)目由文件檢驗(yàn)鑒定公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國刑事警察學(xué)院）資助。