绳索物证的检验特征研究

谭铁君

(1.西南政法大学刑事侦查学院，重庆　401120; 2.重庆市高校物证技术工程研究中心，重庆　401120)



绳索物证的检验特征研究

谭铁君1,2

(1.西南政法大学刑事侦查学院，重庆401120; 2.重庆市高校物证技术工程研究中心，重庆401120)

摘要目的 通过对不同类型绳索的种类特征进行比较研究，探讨绳索物证检验的特征评价指标。方法 对167种绳索的材质、编制工艺、表面形态、股数、捻向、捻度、直径、颜色、强度和纤维配比等10项种类特征进行定量测量和统计分析，进而评价这些特征的检验价值。结果 不同种类绳索在这10项特征指标方面有所差异，这些指标具有不同程度的种属区分性能。结论 利用这些特征指标组合可以有效鉴定绳索的种类。

关键词绳索； 纤维； 结构参数； 种类特征

0引言

随着社会经济的发展，工业化生产的绳索种类繁多、性能各异，已成为人们日常生活中的必需品和工农业生产的重要材料，在人们日常生活和工农业生产中扮演着重要角色，因此会经常作为物证出现在各种犯罪和事故现场。如在勒颈杀人、捆绑抢劫、抛尸包尸和盗窃等案件中，绳索物证出现率很高。此外，也在爆炸现场上的炸药包装物、纵火现场的捆绑物、交通肇事现场中各种连接绳线的残片等中也会出现。通过对这些绳索物证的分析，可以为案件原因的认定提供依据，为侦破案件提供线索、指明方向，缩小侦查范围。可见，对涉案绳索进行检验是非常重要的，哪些特征可以成为检验指标是我们首先要考虑的问题，因此我们抽样研究了几个地区常见的各类绳索，对绳索的制作工艺、编织结构、材料性能等方面进行研究，希望找到绳索检验的可用特征指标，给勘查及检验鉴定工作提供帮助和参考。

在很早以前人们就开始使用绳子，当时多用植物捻绳，如草绳、麻绳等，用来记事或捆绑固定。而后随着社会发展，绳索的用途越来越广泛，从普通家庭用的晒衣绳，到大规模钻井作业用的载重缆绳，处处可见，在航海业和捕鱼业中绳索也特别重要。早期的绳索主要由草、麻或丝绞合编成，其在延展性、防腐性等方面与现代绳索相比有较大差异。随着材料和技术革新，绳索种类增多且性能得到了改善。因绳索容易被得到，且携带使用方便，已经逐渐成为重要的涉案工具。绳索具有结构稳定、种类多、加工工艺多样的特点，可以充分利用其包含的信息，为侦破案件指明方向，提供线索，其证据价值不可忽视。目前，在案件现场勘查中，绳索已经成为一种常见物证。使用绳索实施犯罪的案件多为预谋犯罪，一般对绳索性能有一定要求，犯罪目的、目标不同，使用绳索的种类会有所不同。随着罪犯的生活地域、工作环境变化，其使用的绳索类型、绳结编制方式等也会变化，这些不同与变化是有规律可循的，也是我们关注的重点。通过现场勘查和检验分析来确定绳索物证特性，为侦查审判提供信息和证据，是侦破案件和定罪量刑的重要一环。国外对绳索物证的检验分析也十分重视，20世纪50年代，美国的警察就利用绳索物证成功锁定案犯，同时世界各地警察也开始注意对绳索物证的保护、采集和检验，检验技术方法和分析手段多种多样。

1绳索结构参数分析

本研究选取黑龙江、吉林、辽宁和山东地区的案件现场多见且出现率较高的167种绳索样品进行统计研究，部分样品结构数据如表1所示，研究发现绳索的结构参数主要包括绳索的编制工艺、股数、捻向、捻度、直径、颜色等指标。

表1　部分样品绳索结构参数

在对样品进行解剖观测时发现，样品绳索制造工艺分为扭和编两种，且以扭绳(也称为捻绳)为主。扭绳的制造过程简单，主要过程为将纤维经过整理、纺织成纱线(也称为系)，而后单丝初捻，然后将多根纱线扭成一股，多根股线通过加捻后编成绳索。通常纱线、股线以及绳子的加捻方向互相反向缠绕紧密，股线数量以2、3、4、6为常见。扭绳一般由3个绳股缠在一起，一股受力，其他也能分担。样品中分股次数最多为3次，绝大多数为1次和2次，而3次极少，所占比例仅为4.1%。第1次分股的股绳数量为3或4，其中股绳数量为3的样品所占比例为83.67%，3股结构的绳索通常为单一颜色，如图1所示。 4股结构的绳索颜色主要为杂色，此类绳索所占比例为16.3%，一般从组成结构即可检验识别其种类，如图2所示。在样品中，纱线数量从2～24根不等，绳索直径越大、纱线越细，则数量越多。捻度(单位长度纤维旋绕的圈数)因绳索纤维不同而差异明显，通常天然纤维的捻度大于人造纤维，捻度是区分绳索种类的很好指标，但准确测量捻度数值较麻烦。捻向只有2种：顺时针加捻(S捻向)和逆时针加捻(Z捻向)，用捻向可以给绳索分类，但作为识别指标，除非分股次数多，否则意义不大。扭绳中还有一类比较特殊，其绳股由布条构成，布条卷曲后加捻缠绕而成，所用布条多为其他加工产品的剩余料，其组成结构多不稳定，不同类绳索之间布条卷曲形态、卷曲层数等差异明显，很容易区分识别绳种，如图3所示。

图1　单色3股扭绳

图2　杂色4股扭绳

图3　布条扭绳

其次为编绳，这类绳子的原料一般是聚丙烯、尼龙或聚乙烯，典型代表为克勒型绳索：外部有一绳鞘包裹，内核由丝丝缕缕的纤维线组成，其直径较大，但强度小，在有破损时容易散开。编织绳与扭绳不同，绳股无加捻、以相互交叉方式编制而成。按照编织结构不同分为：管型绳、实心绳和绞绳。管型编织绳多为带绳，形状扁而宽，编织方法多样，其编织结构复杂多变，如图4所示。实心编织绳多为包芯绳，包芯绳有内外两层结构，外皮层多为1层或2层，1层包芯绳主要由编织纱和芯纱组成，2层包芯绳主要由内层编织纱、外层编织纱和芯纱组成。芯纱无加捻，伸直平行不弯曲。外皮层的编制方法与纺织品类似，外皮层对芯纱的包绕紧密、牢固、均匀，如图5所示。编绞绳多为由扭绞的8股分成4组编制而成，即8股编绞绳，一般由4根左捻和4根右捻的绳股成对交叉编制成的绳索，如图6所示。编织绳和编绞绳的编织方法多种多样，一部分以经纬结构为主，其编织结构可以作为检验分析的一个主要方面，检验方法与纺织物检验方法相同，如图7所示。

图4　管型编织绳

图5　实心编织绳

图6　编绞绳

图7　编织与绞织结构

图8　掺杂丝线的编织结构

样品绳索颜色主要有白色、灰色、棕色、褐色、红色、黄色、蓝色和杂色等，其中白色绳索最常见，占全部样品的22.5%，有些样品的白色中多掺杂少量其他颜色丝线，主要为红色丝线，且掺杂的丝线量很少，有的单独构成一股，但比其他股线直径小。其他颜色较为少见，样品中只有蓝色、绿色两种。这种使用不同颜色的股线与纱线相搭配的制绳方式很特别，这种颜色搭配特征非常有助于我们识别绳种,当股线和纱线数量多时，颜色搭配组合重复率很低，是很好的识别绳种指标，如图8所示。

植物纤维类绳索颜色多样，杂色也很常见，如棉线经过染色后加工的绳索色彩斑斓，此类绳索种类很容易被区分和识别。麻绳和化学纤维类绳索多为单色或双色，单色较难检验区分绳种。双色绳索的不同颜色股线的直径一般不同，且不同颜色股线捻织、编织方式因绳种不同而组合变化，识别绳种可利用特征较多。对于单色纤维组成的绳索，也可利用染色工艺不同产生的色差进行区分识别，如图9所示。因为绳索需要经过几种染料染色才能出厂，有的在纺成纱线之前单独给纤维染色，有的直接对绳索染色，因不同种类绳索加工工艺流程、工人操作规范等方面存在差异，同色不同种类产品会有颜色差异，且沿着长度方向上的颜色差异为主要比对特征。在绳索的表面也会有商标、图案等颜色，旧绳会出现褪色和变色，这些都是绳索检验特征的重要方面。

图9　染色色差

样品绳索的直径范围为：2.24～22.56 mm，股线直径范围为：0.42～15.5 mm。此直径范围绳索也是现场最常见的，经比对分析数据，发现不同类型的绳索直径均有差异，少数直径接近的绳索因分股数不同，其股线直径也明显不同。绝大多数同一根绳索的股线之间直径并不相等，但数值接近，相差不超过0.5 mm。少数绳索股线之间直径差异明显，占比约4.1%，最大相差3.5 mm。从实验数据看，直径指标是区分不同类型绳索的重要指标，特别是将绳索直径与股线直径组合后识别效率更高，如图10、11所示。但如果两种绳索直径相等，且分股数、股线直径一样，则直径指标就无法识别绳索种类了，本研究样本中虽然无此种情况，但大样本情况下，不排除有此类情况，此时应该借助其他指标识别绳种。

图10　不同种类绳索的直径散点图

图11　不同种类绳索股线直径散点图

2绳索纤维特征分析

借助3D显微镜和扫描电镜，对样品绳索纤维进行超景深高倍率(200～10 000倍)解剖分析，样本检材纤维的特征指标主要包括材质、颜色、表面结构、形态、直径、强度和纤维配比等。依据成分不同分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维3种。植物纤维，又称天然纤维素纤维，其主要组成物质都是纤维素，在天然纤维中产量最多。因其适应性强，容易加工，而广泛用于制造各类绳索。在样品中，传统制绳工艺一般采用麻、棉、棕、丝和毛发等。麻是其中最常见的材料，而且很早就被发现并加以利用了，直至今天麻仍然是制造海上缆绳的基本材料，解剖样品中的麻纤维多种多样、长度不同且捻度变化较大，但捻度有极限值，过大容易弯曲变形，样品绳索纤维的捻度均小于极限值。上述每种植物纤维在扫描电镜下都有自己独特的形貌特点。不同种类动物或其不同部位纤维的长度、颜色、形貌和内部微观特征差异明显，矿物纤维绳索的显微结构也存在显著差异，如图12所示。

分析发现样品中87%以上是人造纤维，且用来制绳的人造纤维主要为化学纤维。一般为聚丙烯、尼龙、聚酯、聚乙烯、人造丝等，欧美日等国生产的聚酯和尼龙纤维较常见，而树脂、人造丝等纤维略少。样品中较特殊的塑料绳是以合成树脂或天然树脂为主要原料，加以多种助剂在一定条件下加工塑制成型的。样品中有的纤维种类用肉眼就可以从外貌特征进行区分，而有时则难以区分，但是在高倍率显微镜或电镜下则容易区分，因为其表面结构和形态随纤维种类不同而各有特点，如图13所示。人造纤维的形貌可以设计加工，常见的多为圆柱形结构，而有些纤维具有罕见的表面结构和形态，有的纤维表面结构和形态甚至是独一无二的，同时纤维的产量及其最终用途也影响纤维的稀有程度，这一点能够提升绳索的证据价值, 如图13所示。如高强度超柔软性的芳纶纤维kevlar49主要用于大型拖鱼网，因其绳索所采用的纤维独一无二，且数量稀少，证据价值极高。

图13　人造纤维表面结构和形态

对样品的纤维直径准确测量，同时取标准长度纤维和不同长度纤维分别进行强度性能实验测试，并对数据进行对比分析和处理。结果表明同种类纤维断裂拉力值接近，不同种类纤维断裂拉力值多数有差异、少数数值接近，对不同长度的纤维断裂拉力数据分析比较发现，同种纤维断裂拉力值基本相同，测试表明断裂拉力值与纤维长度无明显关系，而与纤维种类有直接关系，但不同种类纤维断裂强度接近时，他们的直径明显不同。将纤维按照直径从小到大的顺序排列后，对应的断裂拉力值无明显的变化趋势，处于波动状态，说明纤维直径对断裂拉力大小的影响很有限。用断裂拉力值除以纤维直径对数据进行处理后，得到单位直径的断裂拉力值，将这一数据与之前拉力值比较，发现不同种类纤维断裂拉力值之间差异明显，可见利用单位直径断裂拉力值区分纤维种类较准确，如表2所示。实验数据和结果说明纤维断裂拉力数值是分析确定绳索种类的一个重要指标。

在样品中有一类绳索，不是由一种纤维构成，而是由几种纤维配比构成，纤维种类及配比比例随着绳索种类不同而各不相同，有时配比纤维一部分进行绞织，而另一部分进行捻织，而后组合到一起编制成绳索。因纤维数量大、组合方式多，因此这种配比特征是很好的检验绳种的指标，样品中此类绳索特征明显、可靠，每种绳索都具有独特的组合特点，如图14所示。

表2部分纤维直径、强度(断裂拉力值)数据

3绳索物证检验的技术方法

基于以上绳索特征的研究表明，因绳索的种类不同其特征指标组合或多或少都存在差异，可见利用绳索特征分析确定绳索种类是可行的。对绳索物证进行检验分析时，需要检验绳索加工工艺、结构、染色方法、股数、捻向、捻度、直径、材质、配比、性能等多项指标，并与绳索标准样品比对，才能保证绳索物证鉴定结论的科学性、准确性。比较上述各项特征指标，发现其中一些特征指标检验价值较高，如材质、颜色、结构、纤维配比、直径等，在检验鉴定时，我们应该首先检验此类特征指标。

图14　纤维的配比构成

对绳索材质进行检验时，可以采用多种技术方法，如溶解试验法、燃烧试验法、热分析法、原子发射光谱法、裂解气相色谱法、红外光谱法等，这些方法多用于区别人造纤维。如燃烧试验法，是区分纤维种类的常见方法。因不同纤维中碳、氢、氮、氧等元素含量和比例不同，其燃烧现象也不同。燃烧试验就是根据纤维成分的不同，通过能否燃烧以及燃烧过程中所产生的火焰、烟、气味、灰烬等特征来确定纤维的种类。鉴别时，用酒精灯火焰靠近考热纤维试样，易燃试样即可见变化，或灼烧纤维式样后，快速离开，观察否继续燃烧。燃烧试验法也有较大的局限性，燃烧时需要的样品量大且有损检材，燃烧特征受纤维中其他添加成分的影响较大。因此，燃烧试验法的检验结果一般也只具否定意义，难以成为确定纤维检材种类的独立方法。红外光谱法则更可靠准确，如使用此法对6种塑料绳检验，它们的红外光谱图上都出现了2 916 cm-1、2 849 cm-1、1 463 cm-1、719 cm-14个特征的吸收峰，表明它们的主体成分均是聚乙烯，但在辅助成分上又有一定差别，为彼此区分提供了依据。检验鉴定植物或动物纤维的具体种类时，可与已知样品比对，确定检材与该样品是否相符。

对于颜色指标的检验，因为存在色差、褪色等问题，检验时需要比对样品，只要从现场上找到的绳索纤维与嫌疑绳索上的纤维样品颜色相匹配，即可认定颜色特征相符。在样品中，白色绳索最多，检验时，若颜色结果匹配，匹配结果其实意义不大。其他颜色的结果匹配意义较大，但也不能直接证明绳索类型一致，需要进一步检验其他指标。如现场中，若留有绳索印迹，可以比对印痕的宽度与绳索的直径，若相符合，因绳索中颜色相同、且直径相同的较少，检验结果将非常有价值。检验鉴定绳索物证时，对于上述绳索特征指标的运用方法，应视客观条件而定。如果绳索打了结，不要解开绳结，因为绳结本身就是证据，能够提供打结者的信息。根据刑事案件的实际情况与人们的生活规律等因素可以将绳结分为基本结、生活用结、商业用结、生产用结等。生活用结又可以分为休闲旅游用结、服饰用结、装饰用结、礼品用结、其他用结等。生产用结又分为农、牧用结，搬运用结，航运用结等。绳节及绳索在被害人身体上留下的痕迹、残留物等也包含非常重要的破案信息，可以确定案犯职业、地域、兴趣等，从而缩小侦查范围。

4结语

综上所述，检验鉴定时应综合运用绳索的结构参数指标：颜色、捻向、股数、直径、编制工艺等，以及纤维特征指标：材质、形态、配比、直径和强度等，通过全面比对分析这些特征指标才可以确定绳索种类，得出准确鉴定结论。而其中材质、颜色、结构、纤维配比、直径指标检验价值较高，在检验鉴定时，我们应该首先检验这些特征指标。

在实际工作中，绳索类物证越来越受到重视与保护，但是要利用好绳索物证，需要投入大量人力物力，这也导致绳索物证的实际利用较低。而解决这一问题的最好办法是建立绳索比对标准样本数据库，以方便基层检验工作的开展，也可以降低检验鉴定工作的成本。随着计算机技术不断发展与进步，此类大数据库的建设工作也正是物证检验技术的发展方向。

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(责任编辑陈小明)

作者简介谭铁君(1969—)，男，辽宁沈阳人，硕士，副教授。研究方向为物证技术。

中图分类号D918.9