黑色可擦中性筆消退字跡檢驗方法研究

譚卓銘 黃娟娟 龐卓敏

摘 要：本文梳理了黑色可擦中性筆墨水種類，總結和歸納了國內外現有的關于黑色可擦中性筆消退字跡顯現方法的研究成果，按有損和無損兩大類分析了黑色可擦中性筆字跡消退原理和顯現方法及每種方法的適用條件以及優缺點，為檢驗人員在實際案件中的檢驗鑒定提供參照。

關鍵詞：可擦中性筆;消退字跡;顯現方法

一、引言

黑色可擦中性筆是在其油墨中加入某些特殊物質，從而使其油墨在紙張上形成字跡后，可通過橡皮擦、筆末端自帶的橡膠等進行擦除，也可以通過降低溫度使字跡消退。字跡消退后，除了留下壓痕外基本不留痕跡。黑色可擦中性筆是一種新型書寫工具，其發展歷史較短。1972年消退墨水由日本的文具廠商所研發，但由于受到當時制筆技術限制，并未將消退墨水運用在中性筆上。隨著制筆技術以及油墨制造技術的發展，可擦中性筆在日本率先被研發出來[1]，而近年來也有越來越多的國內文具制造廠商研制出可擦中性筆，占據了國內的市場。

一些不法分子抓住黑色可擦中性筆字跡可以擦除的這一特點，利用其作為工具實施違法犯罪行為。如何顯現被消除的黑色可擦中性筆字跡，成為筆跡檢驗鑒定的一項任務。目前，關于黑色可擦中性筆消退字跡顯現方法的研究角度和方向較為分散且沒有系統的歸納與總結，有必要對顯現方法進行歸納總結，以便實踐中遇到相關鑒定需求，能夠迅速采用最佳檢驗方法，同時，對系統化相關的理論研究有一定意義。

二、黑色可擦中性筆墨水種類

目前，市場上常見的黑色可擦中性筆分為成膜類黑色可擦中性筆和溫變油墨類黑色可擦中性筆。

（一）成膜類黑色可擦中性筆

早期成膜類可擦中性筆在油墨中添加了特種樹脂[2]，使得墨水易在紙張表面上結膜。通過橡皮擦或者可擦中性筆筆端自帶的擦拭工具即可擦除。但由于擦除后容易存在殘渣，導致其字跡消退效果不佳，不利于重復書寫和擦除。隨著油墨制造技術的發展，現階段市場上的成膜類可擦中性筆為微膠囊可擦中性筆。其原理是利用微膠囊將染料和油墨等成分包裹[3]，因微膠囊粒子大小大于紙張纖維縫隙大小，使得微膠囊包裹著的染料和油墨等成分附著在紙張表面上，可以通過橡皮擦擦拭達到字跡消退效果。

（二）溫變油墨類黑色可擦中性筆

溫變油墨類可擦中性筆是指在其油墨中加入隱色染料、顯色劑和變色溫度調整劑三種填充劑[4]。在常溫下，隱色染料與顯色劑結合顯示油墨顏色，而利用筆端自帶的橡膠擦拭字跡時摩擦生熱，當溫度達到60°C至65°C時，變色溫度調整劑使得隱色染料與顯色劑分開從而達到字跡消退目的。

南京師范大學分析測試中心的籍康[4]等人通過對可擦中性筆字跡進行紅外光譜分析，推斷這類可擦中性筆油墨中是加入了酯類化合物和以苯乙醇單體聚合而成的化合物。

三、黑色可擦中性筆消退字跡有損檢驗方法

在檢驗黑色可擦中性筆消退字跡時，首先應該考慮用無損檢驗的方法進行。在因實驗條件、器材、時間、場地等條件受到限制，不能采用無損檢驗方法，且檢材量比較大，委托人同意損壞檢材的情況下，可以使用有損檢驗方法來顯現黑色可擦中性筆的消退字跡。

（一）化學試劑涂抹法

化學試劑涂抹法是指用棉簽或其他清潔工具蘸取相應的化學試劑，涂抹在黑色可擦中性筆被消退字跡處的顯現方法[6]。

盡管可擦中性筆的消退字跡肉眼難以看出，但無論是高溫消退還是用橡皮擦擦拭字跡使可擦筆字跡消退都會在紙張表面上殘留有染料和油墨，其成分沒有明顯變化。化學試劑涂抹法正是利用某些化學試劑與被消退字跡處殘留的三價鐵離子和二價鐵離子反應，生成有色物質這一原理[7]，從而達到顯現的效果。

1.鞣酸

在消退字跡處使用清潔的棉簽涂抹適量的鞣酸，消退字跡處殘留的二價鐵離子與其發生化學反應，生成黑色化合物——鞣酸鐵，達到顯現消退字跡的目的。

2.硫化鈉

使用清潔的棉簽蘸取適量的硫化鈉水溶液中，其中的負二價硫離子與消退字跡處殘留的二價和三價鐵離子分別發生化學反應，生成黑色物質從而達到顯現消退字跡的目的。

3.亞鐵氰化鉀

在消退字跡處使用清潔的棉簽涂抹適量的亞鐵氰化鉀，消退字跡處殘留的三價鐵離子與其發生化學反應，生成普魯士藍。使消退字跡呈現藍色，從而達到顯現消退字跡的目的。

上述三種化學試劑與殘留油墨中的三價鐵離子和二價鐵離子反應，對成膜類黑色可擦中性筆和溫變油墨類可擦中性筆的消退字跡均有可觀的顯現效果。

化學試劑涂抹顯現法具有操作簡單、檢驗器材簡易、能夠快速和清晰地顯現黑色可擦中性筆消退字跡的優點，但在實際案件的檢驗中并不推薦。原因如下：

其一，這種方法容易損壞檢材影響物證的完整性從而不利于后續鑒定過程。

其二，所涉及的化學試劑并不常見并且使用過后的化學試劑如若處理不當會污染到環境，不適合在基層推廣。

其三，容易因操作不當而帶來安全問題。

（二）氣熏法

氣熏法是指在熏顯柜中使用現制的硫氰酸氣體熏顯黑色可擦中性筆消退字跡，使消退字跡呈現紅色，達到顯現消退字跡目的一種方法。其原理是硫氰酸與消退字跡上的三價鐵離子發生反應，生成紅色化合物——硫氰酸鐵。

硫氰酸氣熏法適用于成膜類黑色可擦中性筆和溫變油墨類黑色可擦中性筆消退字跡。相較于化學試劑涂抹法，硫氰酸氣熏法具有對檢材的損壞程度要小的優點，但考慮到檢驗前需要現場制備硫氰酸氣體，導致其實驗條件較為復雜以及對檢驗人員的操作能力有一定要求。

在實際案件的檢驗中，有損檢驗方法不是首先被考慮的方法。除此之外，考慮到化學試劑的腐蝕問題，不是所有紙張上的可擦中性筆消退字跡都能夠采用有損檢驗方法，且在顯現過程中由于化學試劑會在紙張上洇散，導致對原文件消退字跡鄰處造成損壞。

四、黑色可擦中性筆消退字跡無損檢驗方法

黑色可擦中性筆消退字跡的無損檢驗方法相對于其有損檢驗方法應用層面更廣、操作更為簡便易行、更適合在基層推廣，并且就檢驗方法和形式上來說更加豐富，能較好地適應如今涉及可擦中性筆消退字跡的實際案情。目前，對黑色可擦中性筆消退字跡的無損檢驗方法主要有特種光源照相法、光譜成像法、壓痕顯現法、冷凍降溫法等方法。

（一）特種光源照相法

特種光源照相法[8]是指使用不同性質或不同波段的特種光源對消退字跡處配光，由于不同物質的光譜吸收差異以及反射特性的不同，消退字跡部位與其他部位的熒光強度的區別很容易被發現，從而實現對可擦筆消退字跡的顯現和檢驗。

1.光致紅外熒光攝影技術顯現法

光致紅外熒光攝影技術顯現消退字跡的原理是：在激發光的激發下，消退字跡處殘留的油墨與紙張發生化學反應。這部分激發的紅外熒光較強，而紙張其他部位的熒光較弱，從而使得消退字跡處與紙張其他部位形成熒光強度差，使得黑色可擦中性筆消退字跡顯現。

2018年，中國刑事警察學院的劉輝[9]等人首次使用光致紅外熒光攝影技術對10種不同品牌的黑、藍墨水可擦中性筆消退字跡進行檢驗。用佳能60D紅外相機以及波長不同的多波段光源作為激發光，配合紅外濾光鏡，讓樣本激發的紅外熒光進入相機，在暗視場環境下拍攝，調焦至消退字跡清晰。實驗表明，該方法對成膜類黑色可擦中性筆以及溫變油墨類可擦中性筆消退字跡均有良好的顯現效果。

2.分色照相法

分色照相法是指利用與消退字跡呈補色的濾光器觀進行照相。其原理是選擇性地接受和記錄被攝物體的特定單色光的亮度分布，加強或減弱消退字跡處與紙張其他部位的亮度區別，從而凸顯消退字跡處文字內容以達到顯現目的。這種方法適用于可擦中性筆消退字跡擦拭不完全，遺留有可觀油墨殘跡的溫變油墨類黑色可擦中性筆，具有一定局限性。

3.紫外照相技術顯現法

紫外照相技術利用被檢驗物體上各種物質的光譜反射（或透射）紫外線能力差異，用感光敏感材料記錄物體反射（或透射）紫外線的亮度分布，以此來顯現黑色可擦中性筆消退字跡。

2017年，浙江警察學院的陳露[10]等人利用紫外照相技術顯現可擦中性筆消退字跡。研究了26 種不同牌號、顏色的可擦簽字筆消退字跡。研究表明，使用254nm的紫外光顯現可擦中性筆消退字跡，其效果最佳，365nm的紫外光無法顯現可擦中性筆消退字跡。

采用紫外照相技術顯現黑色可擦中性筆消退字跡的方法同上文中的分色照相法一樣，均能夠有效顯現溫變油墨類黑色可擦中性筆的消退字跡，但對成膜類黑色可擦中性筆的消退字跡顯現效果不佳。

4.文檢儀檢驗法

目前，文檢儀擁有長波、中波、短波紫外光源和紅外激發光光源燈等多套完整光源，并根據實際情況增加了圖像增強處理系統，建立了顯現消退字跡流水作業體系[11]。

對于溫變油墨類的黑色可擦中性筆，字跡消退前后，其染料以及油墨等物質依然存在于紙張原處，肉眼雖然難以分辨。在文檢儀發出的紫外光或紅外激發光等特殊光線照射下，消退字跡會以白色熒光的形式顯現。

對于成膜類黑色可擦中性筆，雖然存留在消退字跡原處的染料和油墨等物質較少，但在文檢儀發出的紫外光或紅外激發光等特殊光線照射下，依然會發出白色熒光，只是較為微弱。通過圖像處理軟件，調節顏色反差和亮度，提高消退字跡或其圖像的清晰度即可清晰顯現。此外，還可以利用計算機技術，對圖像進行邊緣銳化處理、二極化處理和均衡化處理，達到增強反差的效果，從而使消退字跡清晰顯現。

國外學者Manal Abd-ElAziz Abd-ElZaher[12]利用紅外光線和VSC-6000文檢儀相結合的方法使消退字跡發出白色熒光。文檢儀在熒光檢驗法的基礎上添加了圖像增強處理功能，使得顯現過程更加系統化和流程化。同時，對市場上主流的兩類黑色可擦中性筆均有顯現良好的顯現效果，對于檢驗黑色可擦中性筆消退字跡來說提供了更為方便的選擇。

（二）光譜成像法

1.紫外光譜成像技術

2013年，中國人民公安大學王丹琳[13]等人運用紫外光譜成像技術顯現百樂、三菱等8種不同牌號可擦中性筆的消退字跡。研究發現，利用紫外波長為280至400mm的紫外光譜成像技術顯現出來的效果良好。這種方法是利用可擦中性筆消退字跡處和紙張其他部位對紫外線的反射亮度或熒光強度不同從而達到顯現目的。

這種方法能在不損壞檢材的情況下對消退字跡進行顯現，對成膜類黑色可擦中性筆與溫變油墨類可擦中性筆均有顯現效果，且對被檢驗的紙張沒有特殊要求，實驗操作過程較為簡單快捷。但是這種方法需要利用紫外光照多次照射檢材以尋找最佳的顯現效果。

2.高光譜成像技術

該技術是將需要顯現的消退字跡文件置于高光譜成像光譜儀下進行掃描，從而無損地獲取其高光譜數據[14]。通過對高光譜成像光譜儀分析出來的高光譜數據的特征進行總結和分類處理，便可以有效地區分和識別待檢驗物質。之后再通過對高光譜數據進行獨立成分分析，進一步提升可擦中性筆消退字跡的顯現質量，使得顯現出來的字跡筆畫更加突出。基于高光譜成像技術，在面對較為復雜的客體時，通過使用擁有各種算法的計算及對獲取的高光譜譜圖等數據進行加工處理，進一步提升對黑色可擦中性筆消退字跡顯現效果的目的。

現階段利用光譜法檢驗黑色可擦中性筆消退字跡多停留在紫外光譜成像技術領域，其光譜信息量的獲取較高光譜成像技術少，而高光譜成像技術有著獲取大量的光譜信息，快速、無損地得出結果的優勢，并且應用層面較為廣泛。高光譜成像技術應用在可擦中性筆消退字跡的顯現上，解決了這一檢驗領域的一大技術空缺，但是這種技術應用在消退字跡的顯現還不太成熟，需要進一步探究。

（三）壓痕顯現法

1.側光配光法

可擦中性筆除具有可擦這一特性外，其書寫方式與普通中性筆是一致的。在書寫人使用黑色可擦中性筆書寫的過程中，會在紙張留有壓痕，壓痕屬于立體痕跡，可以借助側光配光法顯現。

其原理是利用光線在消退字跡處側面照射，調整光線的入射角度，直至使消退字跡處壓痕凹下部分產生陰影，與紙張其他部分形成差別，顯現消退字跡。

這種方法簡單快捷，受檢驗器材的影響較小，但由于壓痕易受書寫力度、書寫角度以及紙張厚度的影響，所以需要根據具體壓痕的寬度以及深度調整側光入射角度，以可能得到清晰明顯的消退字跡。且一旦留有的壓痕不明顯，這種方法便不適用，應用層面較窄。

2.靜電壓痕儀檢驗法

該法是利用消退字跡會留有壓印痕跡這一特點，有、無壓痕的部位作為電容器，其容量不同，充電后，壓痕部位與無壓痕部位因電位不同，形成壓痕文字的靜電潛像，之后噴撒帶相反電荷的有色粉末使之變成明像，其消退字跡也就得以顯現。

靜電壓痕儀顯現[15]是對簽名墨跡所在的紙張背面進行壓痕顯現，獲得的影像只反映壓痕的凸凹，沒有墨色的干擾。因此，無論是哪一類黑色可擦中性筆，只要在紙張上留有可觀的壓痕便可使用此方法，同樣，由于壓痕受到書寫力度、角度及紙張性能的影響，形成的壓痕也會因人而異，壓痕的質量也會參差不齊。

（四）冷凍降溫法

由于溫變油墨類可擦中性筆的原理是在其油墨里加入隱色染料、顯色劑和變色溫度調整劑，在常溫下，隱色染料與顯色劑結合使得油墨顏色能很好的顯示出來，而利用筆端自帶的橡膠擦拭字跡時摩擦生熱，當溫度達到60°C至65°C時，變色溫度調整劑使得隱色染料與顯色劑分開從而達到字跡消退目的。因此，可將檢材放至冷凍箱將環境溫度降至-10°C至-20°C[16]以達到顯現消退字跡目的。

福建警察學院的郝艷麗[17]等人用熒光顯現法、紫外顯現法和降溫冷凍法三種方法對消退字跡進行顯現。結果表明降溫冷凍法顯現效果最好。降溫冷凍法較本文所述的其他顯現方法更為簡便易行，并且不受承痕客體的限制，對檢材沒有損壞。但只對溫變油墨類黑色可擦中性筆的消退字跡有顯現效果。

五、結語

黑色可擦中性筆消退字跡顯現方法有損和無損兩大類，每種方法各具優缺點和不同適用條件。在實際案件的檢驗中，檢驗鑒定人員需要掌握各類顯現方法的適用條件，在全面了解案情和充分掌握消退字跡檢材的基礎上，合理地選用適合的檢驗方法開展檢驗。

對于成膜類黑色可擦中性筆的消退字跡，要優先考慮使用靜電壓痕儀和側光配光法進行顯現，若檢材達不到檢驗要求，可以考慮利用現代儀器設備進行無損檢驗，例如：光致紅外熒光攝影技術、高光譜成像技術、紫外光譜成像技術等。降溫冷凍法對這類筆消退字跡不適用。

對于溫變油墨類黑色可擦中性筆的消退字跡，要優先考慮使用降溫冷凍法，再根據檢材的具體條件選擇其他顯現方法。

當一種檢驗方法得出的顯現效果不佳時，可以采用多種檢驗方法，直至得出理想的顯現效果。檢驗時，應當遵循先無損、再有損的基本原則，以確保檢驗效果。

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作者簡介：

黃娟娟（1975-），女，湖南邵陽人，湖南警察學院刑事科學技術系，副教授，碩士，主要從事刑事科學技術教學，實踐與研究

課題項目：湖南省2018年大學生創新創業訓練計劃項目“黑色可擦中性筆書寫字跡檢驗方法的研究”湘教通（2018）255號