微胶囊可擦笔字迹的分析与鉴定

郭媛媛，罗仪文，张清华，周光磊，雷 霏，程卫国，施少培

（1.华东政法大学，上海 200042； 2.司法鉴定科学研究院 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063；3.上海公安学院，上海 200137）

当前市售的可擦笔，主要可分为热可擦和微胶囊两大类。 前者系利用摩擦产生的热量使字迹消失；后者则是利用微球对书写颜料予以包裹，由于微球的粒度大于纸张纤维的缝隙，这就使得微球颜料较为容易地被橡皮擦拭下来。 从文书鉴定角度而言，微胶囊可擦笔的表观样态、显微形态与激光打印字迹较为接近且难以区分，故本文拟通过实验方法探索微胶囊可擦笔的有效检验、鉴别方法。

2018 年文件形成方式鉴定能力验证（2018CNAS-Z0200）项目中的“卢秋如”签名字迹，即是用微胶囊可擦笔书写。 签名字迹书写速度中等偏慢，笔力平缓均匀，压痕浅淡。 显微镜下检验，签名墨迹的微观形态呈现出“颗粒感”，与印刷墨粉颇为相似。 统计反馈结果，有33%的能力验证计划参加者对于签名形成方式存在错误判断，故对于微胶囊可擦笔字迹进行研究具有较强的实践意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 可擦笔样本

不同牌号的黑色微胶囊可擦笔共2 支，分别为金万年G-1092（JWN）和三菱（SL）。

同一人用不同的书写速度（慢、中、快）、不同的压力（轻、中、重）在空白A4 纸上（Double A 80 g）分别用不同牌号的黑色微胶囊可擦笔书写若干字迹。

1.1.2 激光打印机打印样本

用表1 中所列的激光打印机打印输出，彩色激光打印机使用黑白模式，分别使用正常和省墨两种模式打印。

表1 实验使用的打印机牌型号

1.2 仪器设备

Axio Imager Vario 材料显微镜（德国蔡司公司）、ESDA2静电压痕仪（英国法司特公司）、inVia激光显微拉曼光谱仪（英国雷尼绍公司）、Nicolet iN10 显微红外光谱仪（美国赛默飞世尔科技公司）、FEI Quanta 650 扫描电子显微镜（美国FEI 公司）、EZ4D 体视显微镜（德国徕卡公司）、EM SCD050 离子溅射仪（瑞士BAL-TEC 公司）、Canon lide 220 扫描仪（日本佳能）。

1.3 方法

1.3.1 显微检验

用材料显微镜对制作的可擦笔样本、激光打印机打印样本放大观察，放大倍率依次为50X、100X、200X、500X，并利用自带软件AxioVision SE64 Rel.4.9 进行拍照记录。

1.3.2 压痕检验

对制作的可擦笔样本，用静电压痕仪分别对纸张正面以及纸张背面进行检验，用透明塑料纸进行固定，用Canon lide 220 扫描仪进行扫描保存（扫描分辨率600 dpi）。

1.3.3 拉曼光谱法

使用inVia 激光显微拉曼光谱仪，在激发光源785 nm，功率1%的条件下，选取可擦笔样本、激光打印机打印样本不同的检测点进行检测，形成拉曼光谱图。

1.3.4 红外光谱法

使用Nicolet iN10 显微红外光谱仪，在低温透射模式下，扫描范围4000～650cm-1，分辨率4cm-1，累计扫描次数32 次。 在显微镜下用手术刀提取样品后使用金刚石压池附件将样品压平后检测。

1.3.5 扫描电镜法

使用EM SCD050 离子溅射仪，对样品进行喷金，用FEI Quenta 650 扫描电子显微镜在高真空模式下，加速电压20kV，束斑直径7.0 对样品进行拍摄。 将字迹样品剪切后粘贴于样品台，喷金后置于样品舱检验。

2 结果与讨论

2.1 微胶囊可擦笔字迹的显微形态特征

利用Axio Imager Vario 材料显微镜对可擦笔字迹进行放大观察，放大倍率50 倍到500 倍。 微胶囊可擦笔书写的字迹，呈微球颗粒状，颗粒体积基本等大，与纸张的粘附性差，油墨并未渗入纸张纤维，易被擦拭（图1～2）。

图1 金万年可擦笔显微图片

图2 三菱可擦笔显微图片

2.1.1 书写速度变化可擦笔字迹的显微特征分析

随着书写速度的加快，笔画露白增多，但收笔处始终会出现油墨堆积的现象（图3～4）。

图3 金万年可擦笔书写速度变化字迹显微图片50X

图4 三菱可擦笔书写速度变化字迹显微图片50X

2.1.2 书写压力变化可擦笔字迹的显微特征分析

随着书写压力的增加，笔画露白增多，但收笔处仍有油墨堆积现象（图5）。

图5 金万年可擦笔书写压力变化字迹显微图片50X

2.2 可擦笔字迹与激光打印字迹的显微特征比较

在低倍率的显微检验中，微胶囊可擦笔字迹形态呈现“颗粒感”，难以与激光打印字迹有效区分。在高倍率的显微检验中发现，微胶囊可擦笔全部由小颗粒所组成；激光打印字迹在笔画边缘则多见微小的墨粉颗粒，且颗粒体积不一，形态各异；省墨模式下，墨粉附着少的地方多见小颗粒，且小颗粒形态、体积与微胶囊可擦笔的“小颗粒”差异较大（表2）。 微胶囊可擦笔的小颗粒是由微球包裹颜料形成；激光打印机在定影过程中需高温加热，易使墨粉颗粒熔化，形成块状物质。

表2 微胶囊可擦笔与激光打印机显微图片对比表

2.3 可擦笔字迹的压痕特征分析

利用静电压痕仪观察纸张的正面，随着笔力的加重，纸张表面的抑压痕迹趋于明显。

由于字迹书写时的笔力不同，会在纸张背面形成深浅不一的压痕，触之会有凹凸感。 笔力轻时，纸张背面基本显现不出字迹压痕；随着笔力的加重，纸张背面的字迹压痕逐渐清晰（表3）。 激光打印机的工作原理，使其在纸张背面不会出现字迹压痕特征， 但会因为纸张传输部件与纸张产生机械接触，从而形成潜在的机械压痕[1]。

表3 微胶囊可擦笔压痕图片汇总表

2.4 可擦笔字迹的拉曼光谱特性

金万年、三菱可擦笔以及序号2、序号3 打印机在1 350、1 580 cm-1处有拉曼峰，经分析为着色剂中炭黑的特征峰；序号1 打印机在663 cm-1处有拉曼峰分析为铁氧化物（图6）。

图6 可擦笔与激光打印墨迹拉曼光谱图

2.5 可擦笔字迹的红外光谱分析

金万年、三菱可擦笔以及序号1、2、3 打印机墨迹的红外光谱不同。 其中金万年可擦笔墨迹的红外光谱显示中，3 313 cm-1为NH 的伸缩振动，2 938、2 960 cm-1为CH2的伸缩振 动，1 478、1 465 cm-1为CH2的弯曲振动，1 736、1 681 cm-1为C=O 的伸缩振动，1 258 cm-1为C-O 的伸缩振动，1 536 cm-1为N-H和C-H 的振动，推测金万年墨迹中的树脂成分为脂肪族聚氨酯（图7）。

图7 可擦笔与激光打印墨迹红外光谱图

2.6 扫描电镜

在扫描电镜下，微胶囊可擦笔全部由球状颗粒所组成；而激光打印字迹有大面积的块状物，颗粒较少且颗粒体积不一，形态各异（表4）。

表4 微胶囊可擦笔与激光打印机扫描电镜图片对比表

3 结论

本研究通过显微检验、压痕检验以及成分检测等多维度视角对微胶囊可擦笔字迹进行了全面分析与鉴别。 实验结果表明，在放大倍率较高的情况下，显微检验法可有效区别微胶囊可擦笔字迹与激光打印机字迹；根据使用书写工具特有的压痕特征，可有效区分微胶囊可擦笔字迹与激光打印机字迹，但笔力较轻的情况下，压痕显现效果不佳；使用拉曼光谱法，可以区分微胶囊可擦笔字迹与含铁氧化物的激光打印机字迹，但难以与含炭黑成分的激光打印机字迹进行有效区分；使用扫描电镜法，可通过观察墨迹的颗粒形态，有效区别微胶囊可擦笔字迹与激光打印机字迹。

综上，运用多种检验方法可有效鉴别微胶囊书写字迹与激光打印机打印字迹。