新型可擦写中性笔的种类区分

刘心来

（中国刑事警察学院文件检验技术系 辽宁 沈阳 110035）

1 引言

近年来，中性笔已占据现代工具笔主流市场。而随着科技的进步和市场的需求，传统中性笔的主导地位正受到挑战，新型可擦写中性笔正受到更多消费者的关注。其中最早出现的此类产品是日本百乐公司出品的FRIXION系列可擦写笔[1]。不同于传统的可擦写中性笔（在墨水中加入特种树脂，使书写后的墨迹形成膜，通过摩擦使膜脱落从而形成褪色）的工作原理，这种新型可擦写笔是用改变温度的原理来对字迹形成消褪[2]，因其性能优秀，国内各大文具厂商争先模仿FRIXION研发自己品牌的可擦写中性笔。随着此类可擦写笔的广泛使用，利用其独特的可擦写能力滋生的犯罪案件也呈逐年递增趋势，对鉴定人员的检验也提出更加严峻的考验。近年来各地均发生利用这类新型可擦写中性笔的擦写能力对合同、票据、借据等文件进行涂改的案件。目前，对于这种新型可擦写中性笔还没有详细、深入地系统研究。

近年来，新开发出的中性笔油墨配方已使用染料、颜料混合油墨作为着色剂，而新型可擦写中性笔的油墨也是基于染料或者颜料构成的[3]。由此，可以利用溶解度的方法来对这种新型可擦写中性笔进行种类区分，但油墨的种类在物理条件上并不能完全被区分，仍需要使用如薄层色谱（TLC）等化学分析法对油墨成分进行进一步的分析。虽然这种方法能够对未知油墨进行种类区分，但其对检材的破坏性很大，而现代物证鉴定要求保证检材的完整性，因此，对检材无损的光学分析方法显然更符合当前司法鉴定对物证的要求。

本研究通过利用显微分光法、红外分析法和荧光分析法对打印纸上的各品牌黑色、蓝色新型可擦写中性笔油墨进行种类区分，找出最佳检验方法，以便能够在此类案件鉴定工作中对其品牌特征迅速做出判定。

2 材料与方法

2.1 实验设备

光学分析使用设备：VSC6000型超级文件检验工作站（Foster + Freeman公司，英国），包含CCD摄像机、红外光源、荧光光源、光学滤光器、高分辨率光栅光度计。

显微分光光度计：全光谱显微分光光度计（CRAIC AXIO公司，美国），照明系统为ZEISS N XBO 75 Microscope Illuminating Systems。

2.2 样本制备

本研究所使用的6种黑色、6种蓝色共计12种不同品牌不同颜色的可擦写中性笔均购自文具店。各品牌型号样本编号如表1所示。

表1 各品牌可擦写笔型号编号一览表

在打印纸上留出24个样本格，上方对应每个样本的编号。添加油墨样本到每一个样本格，每两个格代表一种特定样本。分别填写数字“10”和英文字母“A”。每种样本采集10个光谱数据，以排除来自纸张的任何光谱干扰，对样本的重现性进行判断。

2.3 溶解度测试

对12份样本进行溶解度测试，判断油墨成分组成是颜料还是染料。黑色油墨样本提取剂使用甲醇（≥99.7%）；蓝色油墨样本提取剂使用乙酸（≥99.8%）。

每种中性笔油墨样本都被涂写在一张白色打印纸上（油墨直径5mm）。所有油墨样本在空气中干燥15min，然后从纸上剪出墨渍，将其放在贴有样本编号标签的小玻璃瓶中。滴定0.5～1.0mL的溶剂到盛有样本的小玻璃瓶中，均匀摇晃每个小瓶，在颜色变化前静置5min。随后将这些瓶子转移到预热的水浴中，15min左右颜色发生变化。溶剂中颜色出现变化的样本表明其油墨的组成部分是染料。

2.4 实验方法

将制作好的样本置于文件检验工作站和显微分光光度计的样品台上，启动荧光、紫外分光系统，选择各波长对样本字迹进行照射。

3 结果与考察

3.1 溶解度测试结果

经溶解度测试后可见样本编号FXB1和FXB2的黑色油墨样本出现褪色现象。其他样本未见颜色变化。样本编号FXL1、FXL2和CCL1的蓝色油墨样本出现褪色现象。由此可以得出百乐FRIXION系列的几种可擦写中性笔的油墨成分均为染料；真彩的CCL1蓝色可擦写中性笔的油墨成分为染料。

3.2 红外分析法解析结果

3.2.1 黑色油墨组

使用文检仪内置连续干涉带通滤色片点光源红外吸收模式对黑色油墨组进行照射，结果如图1所示。

图1 打印纸上的各品牌黑色可擦写中性笔油墨在连续干涉带通滤色片点光源红外吸收模式照射下的变化

如图1（b）所示，波长为745nm的点光源照射下的黑色油墨出现区分，油墨样本FXB1和FXB2完全消失，油墨样本MGB1还留有部分显现。图1（d）所示，波长为739nm的点光源照射下的黑色油墨出现区分，油墨样本MGB2完全消失，油墨样本CCB1和CCB2虽有减弱但并未完全消失。

3.2.2 蓝色油墨组

在红外泛光源模式照射下的打印纸上，各品牌蓝色可擦写中性笔油墨红外吸收图如图2所示。

如图2（a）所示，当照射波长在645nm时各油墨样本均有吸收，颜色开始变浅。油墨样本JLL2消失。如图2（b）所示，当照射波长在665nm时，油墨样本FXL1和FXL2消失。如图2（c）所示，当照射波长在695nm时，油墨样本MGL1和MGL2消失。如图2（d）所示，当照射波长在715nm时，油墨样本CCL1接近于消失状态。如图2（e）所示，当照射波长在795nm时，所有油墨样本均消失。不同于黑色可擦写中性笔油墨的红外吸收效果，蓝色可擦写中性笔油墨的红外吸收在泛光源模式下，能够非常清晰地区分出各品牌可擦写中性笔的种类。

图2 打印纸上各品牌蓝色可擦写中性笔油墨在红外泛光源模式照射下的变化

通过以上实验可以看出，利用泛光源红外吸收和连续干涉带通滤色片点光源红外吸收法，能够对各品牌黑色和蓝色可擦写中性笔进行初步的区分。为进一步对其种类区分方法进行区分，还需要利用荧光分析法来对油墨样本进行区分验证。

3.3 荧光分析法解析结果

3.3.1 黑色油墨组

荧光光源模式下各品牌黑色可擦写中性笔油墨进行照射，结果如图3所示。

图3 打印纸上各品牌黑色可擦写中性笔油墨在荧光照射下的变化

如图3（a）所示，油墨样本FXB1和FXB2，荧光激发光源在585～640nm区间，RGB前滤色片645nm条件下激发出荧光效果，其他4种油墨样本无荧光吸收。如图3（b）所示，荧光激发光源在605～675nm区间，RGB前滤色片725nm条件下，所有油墨样本均激发出荧光效果。油墨样本FXB1和FXB2最亮；油墨样本CCB1和CCB2次之；油墨样本MGB1和MGB2最弱。荧光分析法可以非常明显地区分出3种品牌黑色可擦写中性笔的种类。

3.3.2 蓝色油墨组

荧光光源模式下各品牌蓝色可擦写中性笔油墨荧光吸收情况如图4所示。

图4 打印纸上各品牌蓝色可擦写中性笔油墨在荧光照射下的变化

如图4（a）所示，当荧光激发光源在445～485nm区间，RGB前滤色片645nm条件下，油墨样本FXL1、FXL2和JLL2激发出荧光效果，油墨样本FXB1和FXB2最亮，油墨样本JLL2稍弱，其他3种油墨样本无荧光吸收。在此条件下可以区分出百乐和久灵品牌蓝色可擦写中性笔的种类。如图4（b）所示，当荧光激发光源在485～535nm区间，RGB前滤色片645nm条件下，所有油墨样本均激发出荧光效果。MGL1、MGL2和CCL1油墨样本中，MGL2最亮，MGL1和CCL1稍弱。如图4（c）所示，当荧光激发光源在585～640nm区间，RGB前滤色片695nm条件下，所有油墨样本均达到最亮效果。原本无法区分的油墨样本MGL1和CCL1有了明显的明暗区分，油墨样本MGL1的亮度要大于样本CCL1。

通过以上实验可以看出，荧光分析法能够在红外分析法的基础上，进一步区分黑色和蓝色可擦写中性笔的种类。

3.4 显微分光法解析结果

3.4.1 黑色油墨组

为进一步判断各品牌可擦写中性笔油墨的种类特征，对黑色油墨样本进行显微分光分析实验，得到的光谱曲线如图5所示。各油墨样本光谱曲线基本一致，并不能据此很好地将各品牌区分开来。由此可以看出，显微分光法对于区分黑色油墨组来说效果并不理想。

图5 打印纸上各品牌黑色可擦写中性笔油墨的显微分光光谱

3.4.2 蓝色油墨组

对蓝色油墨各样本进行显微分光分析实验，光谱曲线如图6所示。各品牌的蓝色中性笔油墨光谱有着明显的区别。在500nm处，油墨样本JLL2有着不同于其他品牌油墨样本的光谱曲线，能够明显地区别开来。在700nm处，油墨样本CCL1并不像其他油墨样本光谱那样上扬，能够非常明显地与其他品牌样本进行区分。虽然样本FXL1、FXL2和MGL1、MGL2的光谱曲线整体相似，但在580nm处，样本FXL1和FXL2有个很小的吸收峰，而样本MGL1和MGL2则表现为下滑曲线。经过多次采点、多次实验均可以得出这样的光谱曲线结果。因此，这个特征点能够区分这两个品牌的油墨样本。

图6 打印纸上各品牌蓝色可擦写中性笔油墨的显微分光光谱

综合黑色和蓝色油墨样本的显微分光光谱图可以看出，蓝色油墨的光谱曲线较黑色油墨来说，能够更直观地表现出各品牌可擦写中性笔的光谱差异和品牌特征。

从表2可以看出，溶解度测试仅可以对1至2种品牌进行区分，可以作为辅助方法来进行初步区分。而红外分析法和荧光分析法则有着更好的检验效果，能够通过改变波长的变化，使各品牌可擦写笔的油墨字迹发生消失与显现变化，从而对其进行种类区分。由于光谱整体形态相近，显微分光法对于黑色油墨来说很难做出判断；对于蓝色油墨来说则有着更好的检验效果，能够反映出各品牌蓝色可擦写笔的特征，从而对其进行种类鉴别。

表2 各分析法对区分不同品牌黑色和蓝色可擦写中性笔的实验结果

4 结论

利用红外分析法、荧光分析法和显微分光法对12种国内销售的主流品牌可擦写中性笔的种类区分进行了检测，检测结果反映出一定的客观性。从检测结果来看，红外分析法和荧光分析法，均能够在一定程度上区分出不同品牌新型可擦写中性笔的特征差异；显微分光法对于区分黑色油墨来说效果不太理想，相对于黑色油墨，在区分蓝色油墨上能够更好地反映出不同品牌新型可擦写中性笔的特征差异。如果综合上述3种光学分析方法对新型可擦写中性笔进行检测的话，则可以准确对其进行种类区分。