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：通過對黑色簽字筆墨水書寫墨跡表面結(jié)構(gòu)形態(tài)的光學顯微放大觀察檢驗，達到對不同廠家生產(chǎn)的不同品牌型號黑色簽字筆墨水區(qū)分的目的。方法：應用同軸光垂直落射顯微觀察法對來自于33個廠家的80種牌型號黑色簽字筆墨水進行種類區(qū)分。結(jié)果：對經(jīng)紅外線檢驗和熒光檢驗無法區(qū)分的72個牌型號的黑色簽字筆墨水，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、簡便、無損的黑色簽字筆墨水種類檢驗方法。

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

在偵查破案、法庭審理案件和行政執(zhí)法過程中，經(jīng)常遇到作案人或當事人用簽字筆涂改、添加內(nèi)容，偽造檔案文書、有價票據(jù)、合同等各種文件，需要對簽字筆書寫字跡的墨水種類進行鑒別。對簽字筆墨水種類的鑒別，常用顯微分光光度法[1]、紅外線檢驗法和熒光檢驗法等，這些方法雖然能夠快速、無損地檢驗區(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，至今仍無法再進一步深入?yún)^(qū)分[2]。

出于研究需要，我們收集了國內(nèi)市場上銷售的33個廠家生產(chǎn)的80個牌型號的黑色簽字筆，對其中既吸收紅外線又不發(fā)熒光的72個牌型號簽字筆墨水，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，進一步進行種類區(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 實驗部分

1.1 實驗原理

不同物質(zhì)因其化學成分、分子結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)的不同，當不同光源的光以不同方式經(jīng)過樣品表面時發(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，還是通過光學轉(zhuǎn)換器接收其物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)信息，對其檢驗結(jié)果的歸類分析，均可對樣品進行分類[3]。正如在可見光下肉眼觀察都是黑色，但實際化學成分、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，綜合應用紅外線和熒光檢驗等方法對黑色簽字筆墨水進行初步分類之后，可以運用顯微放大觀察字跡筆道墨層的表面形態(tài)信息對其進行再次分類。

1.2 實驗儀器

（1）英國Foster/Freeman公司的VSC6000型文檢工作站。

（2）LEICA M165 FC徠卡電動立體顯微鏡。

1.3 實驗樣品

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

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外線和熒光檢驗對樣品初步分類

將編號為1～80號的簽字筆書寫樣品，按編號順序放置在VSC6000型文檢工作站的樣品臺上，首先進行紅外線檢驗，參數(shù)設定為：入射可見/紅外泛光源，長通830，放大倍數(shù)1.5x，自動曝光（積分時間=92ms，光圈=49%），亮度60。然后進行熒光檢驗，設備參數(shù)設定為：強光源400～640nm，長通780，放大倍數(shù)3x，自動曝光（積分時間=92ms，光圈=49%），亮度60。

在相同波長的紅外線照射下，80個樣品中有73個樣品強烈吸收紅外線呈黑色，7個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個樣品中有72個樣品不發(fā)熒光仍是黑色，只有8個樣品會發(fā)出熒光。結(jié)果見表1。

表1 紅外線檢驗和熒光檢驗對80支黑色簽字筆墨水的分類結(jié)果

綜合紅外線檢驗和熒光檢驗的結(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個樣品；第二類是吸收紅外線且發(fā)熒光，有1個樣品；第三類是吸收紅外線但不發(fā)熒光，有72個樣品，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，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個樣品分為三大類。

2.2 同軸光垂直落射顯微放大觀察對樣品再次分類

對上述第三類既吸收紅外線又不發(fā)熒光的72個牌型號簽字筆書寫的墨水樣品，按編號順序放置在徠卡電動立體顯微鏡樣品臺上，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，占樣品總數(shù)的48.6%。第二大類樣品數(shù)量有37個，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。總之，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)性實驗

為了驗證同軸光垂直落射顯微放大觀察法的重現(xiàn)性，每隔一個月制作樣品或?qū)v史制作的樣本進行觀察并采集圖像，相互比對發(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 墨水濃淡對種類特征觀察的影響實驗

為了確定字跡墨層厚度對觀察實驗結(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用于黑色簽字筆墨水種類的鑒別，可以把國內(nèi)市場上銷售的不同牌型號的黑色簽字筆墨水，特別是對其中經(jīng)紅外線檢驗和熒光檢驗無法再次區(qū)分（既吸收紅外線又不發(fā)熒光）的黑色簽字筆墨水，可進一步區(qū)分為二大類五小類。這種快速、簡便、無損的黑色簽字筆墨水種類鑒別方法在文件檢驗專業(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用[J].光譜儀器與分析，2005(4)：13-17.

[2]申思,石智峰.光學方法區(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間鑒定[M].北京：中國人民公安大學出版社,2010.

*本科研項目由文件檢驗鑒定公安部重點實驗室（中國刑事警察學院）資助。