微膠囊可擦筆字跡的分析與鑒定

郭媛媛，羅儀文，張清華，周光磊，雷 霏，程衛國，施少培

（1.華東政法大學，上海 200042； 2.司法鑒定科學研究院 上海市司法鑒定專業技術服務平臺，上海 200063；3.上海公安學院，上海 200137）

當前市售的可擦筆，主要可分為熱可擦和微膠囊兩大類。 前者系利用摩擦產生的熱量使字跡消失；后者則是利用微球對書寫顏料予以包裹，由于微球的粒度大于紙張纖維的縫隙，這就使得微球顏料較為容易地被橡皮擦拭下來。 從文書鑒定角度而言，微膠囊可擦筆的表觀樣態、顯微形態與激光打印字跡較為接近且難以區分，故本文擬通過實驗方法探索微膠囊可擦筆的有效檢驗、鑒別方法。

2018 年文件形成方式鑒定能力驗證（2018CNAS-Z0200）項目中的“盧秋如”簽名字跡，即是用微膠囊可擦筆書寫。 簽名字跡書寫速度中等偏慢，筆力平緩均勻，壓痕淺淡。 顯微鏡下檢驗，簽名墨跡的微觀形態呈現出“顆粒感”，與印刷墨粉頗為相似。 統計反饋結果，有33%的能力驗證計劃參加者對于簽名形成方式存在錯誤判斷，故對于微膠囊可擦筆字跡進行研究具有較強的實踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 可擦筆樣本

不同牌號的黑色微膠囊可擦筆共2 支，分別為金萬年G-1092（JWN）和三菱（SL）。

同一人用不同的書寫速度（慢、中、快）、不同的壓力（輕、中、重）在空白A4 紙上（Double A 80 g）分別用不同牌號的黑色微膠囊可擦筆書寫若干字跡。

1.1.2 激光打印機打印樣本

用表1 中所列的激光打印機打印輸出，彩色激光打印機使用黑白模式，分別使用正常和省墨兩種模式打印。

表1 實驗使用的打印機牌型號

1.2 儀器設備

Axio Imager Vario 材料顯微鏡（德國蔡司公司）、ESDA2靜電壓痕儀（英國法司特公司）、inVia激光顯微拉曼光譜儀（英國雷尼紹公司）、Nicolet iN10 顯微紅外光譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）、FEI Quanta 650 掃描電子顯微鏡（美國FEI 公司）、EZ4D 體視顯微鏡（德國徠卡公司）、EM SCD050 離子濺射儀（瑞士BAL-TEC 公司）、Canon lide 220 掃描儀（日本佳能）。

1.3 方法

1.3.1 顯微檢驗

用材料顯微鏡對制作的可擦筆樣本、激光打印機打印樣本放大觀察，放大倍率依次為50X、100X、200X、500X，并利用自帶軟件AxioVision SE64 Rel.4.9 進行拍照記錄。

1.3.2 壓痕檢驗

對制作的可擦筆樣本，用靜電壓痕儀分別對紙張正面以及紙張背面進行檢驗，用透明塑料紙進行固定，用Canon lide 220 掃描儀進行掃描保存（掃描分辨率600 dpi）。

1.3.3 拉曼光譜法

使用inVia 激光顯微拉曼光譜儀，在激發光源785 nm，功率1%的條件下，選取可擦筆樣本、激光打印機打印樣本不同的檢測點進行檢測，形成拉曼光譜圖。

1.3.4 紅外光譜法

使用Nicolet iN10 顯微紅外光譜儀，在低溫透射模式下，掃描范圍4000～650cm-1，分辨率4cm-1，累計掃描次數32 次。 在顯微鏡下用手術刀提取樣品后使用金剛石壓池附件將樣品壓平后檢測。

1.3.5 掃描電鏡法

使用EM SCD050 離子濺射儀，對樣品進行噴金，用FEI Quenta 650 掃描電子顯微鏡在高真空模式下，加速電壓20kV，束斑直徑7.0 對樣品進行拍攝。 將字跡樣品剪切后粘貼于樣品臺，噴金后置于樣品艙檢驗。

2 結果與討論

2.1 微膠囊可擦筆字跡的顯微形態特征

利用Axio Imager Vario 材料顯微鏡對可擦筆字跡進行放大觀察，放大倍率50 倍到500 倍。 微膠囊可擦筆書寫的字跡，呈微球顆粒狀，顆粒體積基本等大，與紙張的粘附性差，油墨并未滲入紙張纖維，易被擦拭（圖1～2）。

圖1 金萬年可擦筆顯微圖片

圖2 三菱可擦筆顯微圖片

2.1.1 書寫速度變化可擦筆字跡的顯微特征分析

隨著書寫速度的加快，筆畫露白增多，但收筆處始終會出現油墨堆積的現象（圖3～4）。

圖3 金萬年可擦筆書寫速度變化字跡顯微圖片50X

圖4 三菱可擦筆書寫速度變化字跡顯微圖片50X

2.1.2 書寫壓力變化可擦筆字跡的顯微特征分析

隨著書寫壓力的增加，筆畫露白增多，但收筆處仍有油墨堆積現象（圖5）。

圖5 金萬年可擦筆書寫壓力變化字跡顯微圖片50X

2.2 可擦筆字跡與激光打印字跡的顯微特征比較

在低倍率的顯微檢驗中，微膠囊可擦筆字跡形態呈現“顆粒感”，難以與激光打印字跡有效區分。在高倍率的顯微檢驗中發現，微膠囊可擦筆全部由小顆粒所組成；激光打印字跡在筆畫邊緣則多見微小的墨粉顆粒，且顆粒體積不一，形態各異；省墨模式下，墨粉附著少的地方多見小顆粒，且小顆粒形態、體積與微膠囊可擦筆的“小顆粒”差異較大（表2）。 微膠囊可擦筆的小顆粒是由微球包裹顏料形成；激光打印機在定影過程中需高溫加熱，易使墨粉顆粒熔化，形成塊狀物質。

表2 微膠囊可擦筆與激光打印機顯微圖片對比表

2.3 可擦筆字跡的壓痕特征分析

利用靜電壓痕儀觀察紙張的正面，隨著筆力的加重，紙張表面的抑壓痕跡趨于明顯。

由于字跡書寫時的筆力不同，會在紙張背面形成深淺不一的壓痕，觸之會有凹凸感。 筆力輕時，紙張背面基本顯現不出字跡壓痕；隨著筆力的加重，紙張背面的字跡壓痕逐漸清晰（表3）。 激光打印機的工作原理，使其在紙張背面不會出現字跡壓痕特征， 但會因為紙張傳輸部件與紙張產生機械接觸，從而形成潛在的機械壓痕[1]。

表3 微膠囊可擦筆壓痕圖片匯總表

2.4 可擦筆字跡的拉曼光譜特性

金萬年、三菱可擦筆以及序號2、序號3 打印機在1 350、1 580 cm-1處有拉曼峰，經分析為著色劑中炭黑的特征峰；序號1 打印機在663 cm-1處有拉曼峰分析為鐵氧化物（圖6）。

圖6 可擦筆與激光打印墨跡拉曼光譜圖

2.5 可擦筆字跡的紅外光譜分析

金萬年、三菱可擦筆以及序號1、2、3 打印機墨跡的紅外光譜不同。 其中金萬年可擦筆墨跡的紅外光譜顯示中，3 313 cm-1為NH 的伸縮振動，2 938、2 960 cm-1為CH2的伸縮振 動，1 478、1 465 cm-1為CH2的彎曲振動，1 736、1 681 cm-1為C=O 的伸縮振動，1 258 cm-1為C-O 的伸縮振動，1 536 cm-1為N-H和C-H 的振動，推測金萬年墨跡中的樹脂成分為脂肪族聚氨酯（圖7）。

圖7 可擦筆與激光打印墨跡紅外光譜圖

2.6 掃描電鏡

在掃描電鏡下，微膠囊可擦筆全部由球狀顆粒所組成；而激光打印字跡有大面積的塊狀物，顆粒較少且顆粒體積不一，形態各異（表4）。

表4 微膠囊可擦筆與激光打印機掃描電鏡圖片對比表

3 結論

本研究通過顯微檢驗、壓痕檢驗以及成分檢測等多維度視角對微膠囊可擦筆字跡進行了全面分析與鑒別。 實驗結果表明，在放大倍率較高的情況下，顯微檢驗法可有效區別微膠囊可擦筆字跡與激光打印機字跡；根據使用書寫工具特有的壓痕特征，可有效區分微膠囊可擦筆字跡與激光打印機字跡，但筆力較輕的情況下，壓痕顯現效果不佳；使用拉曼光譜法，可以區分微膠囊可擦筆字跡與含鐵氧化物的激光打印機字跡，但難以與含炭黑成分的激光打印機字跡進行有效區分；使用掃描電鏡法，可通過觀察墨跡的顆粒形態，有效區別微膠囊可擦筆字跡與激光打印機字跡。

綜上，運用多種檢驗方法可有效鑒別微膠囊書寫字跡與激光打印機打印字跡。