同轴光垂直落射显微观察区分黑色签字笔墨水种类研究*

福建省公安厅物证鉴定中心 林祥 庄顺 袁彬彬 徐乃胜 郁超英

同轴光垂直落射显微观察区分黑色签字笔墨水种类研究*

福建省公安厅物证鉴定中心 林祥 庄顺 袁彬彬 徐乃胜 郁超英

目的：通过对黑色签字笔墨水书写墨迹表面结构形态的光学显微放大观察检验，达到对不同厂家生产的不同品牌型号黑色签字笔墨水区分的目的。方法：应用同轴光垂直落射显微观察法对来自于33个厂家的80种牌型号黑色签字笔墨水进行种类区分。结果：对经红外线检验和荧光检验无法区分的72个牌型号的黑色签字笔墨水，根据同轴光落射显微观察结果的差别，可再次分成2大类5小类。结论：同轴光落射显微观察法是一种快速、简便、无损的黑色签字笔墨水种类检验方法。

签字笔 墨水种类 同轴光垂直落射 显微观察法 红外线荧光检验

在侦查破案、法庭审理案件和行政执法过程中，经常遇到作案人或当事人用签字笔涂改、添加内容，伪造档案文书、有价票据、合同等各种文件，需要对签字笔书写字迹的墨水种类进行鉴别。对签字笔墨水种类的鉴别，常用显微分光光度法[1]、红外线检验法和荧光检验法等，这些方法虽然能够快速、无损地检验区分染料、碳素或者两者混合的黑色签字笔墨水种类，但对于占黑色签字笔总数90%以上的既吸收红外线又不发荧光的纯含碳素黑色签字笔墨水，至今仍无法再进一步深入区分[2]。

出于研究需要，我们收集了国内市场上销售的33个厂家生产的80个牌型号的黑色签字笔，对其中既吸收红外线又不发荧光的72个牌型号签字笔墨水，通过同轴光垂直落射显微放大观察，根据墨迹表面形貌及其颜色差异，进一步进行种类区分鉴别，为黑色签字笔墨水的种类鉴别提供了新的鉴别方法。

1 实验部分

1.1 实验原理

不同物质因其化学成分、分子结构和表面形态的不同，当不同光源的光以不同方式经过样品表面时发生的选择性吸收、反射和散射之后，无论是通过肉眼显微放大观察，还是通过光学转换器接收其物质表面结构信息，对其检验结果的归类分析，均可对样品进行分类[3]。正如在可见光下肉眼观察都是黑色，但实际化学成分、种类不同的签字笔墨水，在红外光与特定激发光的照射下，其光谱特征和墨层表面形态必将呈现出不同的效果。因此，综合应用红外线和荧光检验等方法对黑色签字笔墨水进行初步分类之后，可以运用显微放大观察字迹笔道墨层的表面形态信息对其进行再次分类。

1.2 实验仪器

（1）英国Foster/Freeman公司的VSC6000型文检工作站。

（2）LEICA M165 FC徕卡电动立体显微镜。

1.3 实验样品

利用不同产地、不同品牌、同一品牌不同型号的80支黑色墨水签字笔，分别编号标示，并在同一张涂布纸上书写字迹。

2 结果与讨论

2.1 红外线和荧光检验对样品初步分类

将编号为1～80号的签字笔书写样品，按编号顺序放置在VSC6000型文检工作站的样品台上，首先进行红外线检验，参数设定为：入射可见/红外泛光源，长通830，放大倍数1.5x，自动曝光（积分时间=92ms，光圈=49%），亮度60。然后进行荧光检验，设备参数设定为：强光源400～640nm，长通780，放大倍数3x，自动曝光（积分时间=92ms，光圈=49%），亮度60。

在相同波长的红外线照射下，80个样品中有73个样品强烈吸收红外线呈黑色，7个样品不吸收则变成无色或颜色变浅。在相同波长的激发光照射下，80个样品中有72个样品不发荧光仍是黑色，只有8个样品会发出荧光。结果见表1。

表1 红外线检验和荧光检验对80支黑色签字笔墨水的分类结果

综合红外线检验和荧光检验的结果，可将样品归成四类：第一类是不吸收红外线仅发荧光，有7个样品；第二类是吸收红外线且发荧光，有1个样品；第三类是吸收红外线但不发荧光，有72个样品，第四类是未检出不吸收红外线又不发荧光的样品。其中，第一、第二类样品墨水色料是染料，与第三类样品光谱特征明显不同。第三类样品数量有72个，占样品总数的90%，说明绝大部分黑色签字笔墨水色料是碳素，总之，根据样品是否吸收红外线或发荧光，可将80个样品分为三大类。

2.2 同轴光垂直落射显微放大观察对样品再次分类

对上述第三类既吸收红外线又不发荧光的72个牌型号签字笔书写的墨水样品，按编号顺序放置在徕卡电动立体显微镜样品台上，打开垂直落射同轴光光源，显微放大100倍观察，依据其表面形貌及其颜色差异，进行种类鉴别。

2.2.1 样品的再次分类结果

所有样品经肉眼放大观察和CCD同步采集后，依据其表面形貌和颜色差异，分类结果见表2所示。

表2 同轴光落射显微观察法对72支黑色签字笔墨水的分类结果

由表2可见，第一大类样品数量有35个，占样品总数的48.6%。第二大类样品数量有37个，占样品总数的51.4%，两大类几乎各占一半，而且墨层形态和颜色表现明显不同，表明这是两种不同的黑色签字笔墨水成分体系。总之，依据其表面形貌和颜色差异，可以将其再次分为2大类5小类。

2.2.2 方法的重现性实验

为了验证同轴光垂直落射显微放大观察法的重现性，每隔一个月制作样品或对历史制作的样本进行观察并采集图像，相互比对发现，结果几乎相同，表明同轴光垂直落射显微放大观察法具备良好的重现性。

2.2.3 墨水浓淡对种类特征观察的影响实验

为了确定字迹墨层厚度对观察实验结果的影响，在不同书写压力和书写速度下制作样品，并观察墨迹形态和颜色表现也几乎相同，差异只是墨层厚度的不同。说明墨水浓淡对种类特征观察没有干扰，表明同轴光垂直落射显微放大观察法具备良好的抗干扰性。

3 结论

将同轴光落射显微观察法运用于黑色签字笔墨水种类的鉴别，可以把国内市场上销售的不同牌型号的黑色签字笔墨水，特别是对其中经红外线检验和荧光检验无法再次区分（既吸收红外线又不发荧光）的黑色签字笔墨水，可进一步区分为二大类五小类。这种快速、简便、无损的黑色签字笔墨水种类鉴别方法在文件检验专业技术工作中具有重要作用。

[1]许英健,王景瀚.显微分光光度法及其在物证分析中的应用[J].光谱仪器与分析，2005(4)：13-17.

[2]申思,石智峰.光学方法区分黑色签字笔墨水种类的研究[J].广东公安科技，2013(3)：12-14.

[3]王彦吉,王景瀚.字迹色痕分析与书写时间鉴定[M].北京：中国人民公安大学出版社,2010.

*本科研项目由文件检验鉴定公安部重点实验室（中国刑事警察学院）资助。