引用本文
崔连义. 基于短波紫外光荧光现象快速鉴别静电复印纸的种类[J]. 刑事技术,2014,39(4): 7-10
CUI Lian-yi. Classification of copy paper by UV-fluorescence[J]. Forensic Science and Technology,2014,39(4): 7-10  
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基于短波紫外光荧光现象快速鉴别静电复印纸的种类
崔连义
辽宁警官高等专科学校刑事技术系,辽宁大连 116036

作者简介:崔连义(1977—),女,辽宁朝阳人,讲师,硕士,主要从事刑事技术的教学与研究工作。Tel:15502625792; E-mail:lianyicui@163.com

基金: 辽宁省教育厅项目(No.L2012454); 辽宁警官高等专科学校科研基金项目(No.2013lnpckyybxm006)
摘要

目的 建立无损、快速静电复印纸的鉴别方法。方法 利用文检仪短波紫外光,对30种不同品牌或相同品牌不同批次的静电复印纸测试并比对分析。结果 相同条件下,不同纸张的紫外荧光现象不同,根据纸张在短波紫外光激发下的荧光强弱、荧光纤维条的长短、粗细、弯曲形状和分布稀疏程度等特征,可鉴别不同品牌或相同品牌不同批次的静电复印纸。结论 该方法是一种简单、无损、高效、实用的检验方法。

关键词: 文检仪; 静电复印纸; 快速鉴别; 紫外荧光现象
中图分类号:DF794.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2014)04-0007-04
Classification of copy paper by UV-fluorescence
CUI Lian-yi
Liaoning Police Academy, Dalian 116036, China
Abstract

Objective To develop a non-destructive and rapid discrimination methods for copy paper.Methods 30 brands of copy paper were examined with Video Spectral Comparator (VSC) and UV-fluorescence were compared.Results The strength, length, thicknesses, shape and distribution of fluorescent fiber were different for each brand of copy papers.Conclusion The fcopy papers can be classified by UV-fluorescence and this method is simple, nondestructive for comparison of copy papers.

Keyword: Video Spectral Comparator (VSC); copy paper; discrimination; UV-fluorescence

静电复印纸作为一种常见的办公用纸, 被广泛用于人们的日常生活和工作中, 随之而产生的以静电复印纸为载体的物证, 如匿名信件、换页篡改的文件或合同等也成为司法鉴定中的常见物证。因此, 对静电复印纸的区分和鉴别是当前文件检验的一个重要内容。目前, 纸张检验主要采用仪器分析法[1, 2, 3, 4], 操作繁琐费时, 且多数属于有损检验。而文检仪属于物理光学仪器, 具有不破坏被检验材料、操作简便高效、直观快速等优点, 能满足法庭物证检验的要求。因此, 基于光学基础, 研究利用文检仪短波紫外光激发荧光现象检验静电复印纸具有重要意义。

1 实验部分
1.1 实验样品

从市场上收集常见品牌且规格为A4, 70g/m2的静电复印纸共30种, 编号为1号~30号:其中1号~27号样品品牌不同, 27号~30号样品品牌相同但批次不同, 1号与27号~30号、2号与23号和24号、3号与25号和26号样品分别为相同厂家不同品牌的纸张样品, 详见表1。

将纸张样品, 置于烘箱中100℃温度下, 分别加热5、10、30min, 1、2、5、8、25h后取出, 待检; 将纸张样品, 置于长波紫外灯下分别照射5、10、30min, 1、2、5、8h后取出, 待检; 将纸张样品, 置于日光下直接照射3h, 2、3、5、8、11d和1个月(平均日照时间为4h/d)后取下, 待检。

1.2 仪 器

Docubox Digital文检仪(瑞士宝捷拿公司), 配置光源有:紫外灯(365nm、313nm、254nm), 紫外/红外透射光(紫外365nm, 红外卤素灯), LUMI(蓝光), 红外/可见入射光源, 可见光光源; 检测器:高分辨率内置冷红外彩色数码摄像系统, 光谱范围350~1000nm; 软件:PIA-6软件。

1.3 方 法

直接将纸张样品置于文检仪检验台上, 点击光源菜单里的“ 短波紫外表面光” , 并调整适当的放大倍数(至少11倍)和光圈大小, 观察荧光现象。

分别对同一批次生产的多张打印纸、同一张打印纸的不同位置及纸张的正反面进行测试, 观察现象, 考查取样位置对测试结果有无影响。

表1 纸张样品及编号
2 结 果
2.1 纸张种类的鉴别

将所有样品在短波紫外表面光(UV 254 nm), 放大15倍, 光圈为4.0条件下进行观察, 首先根据纸张的荧光强弱可对30种样品分成3组(见图1):第一组, 纸面呈现暗蓝色荧光, 有1号、3号、27号、28号、29号、30号样品, 共6种; 第二组, 纸面呈现亮蓝色荧光, 荧光较强, 有2号、5号、6号、8号、9号、10号、12号、14号、16号、18号、19号、20号、24号、26号样品, 共14种; 第三组, 纸面呈现亮蓝色荧光, 同时分布有暗蓝色条状或点状荧光, 有4号、7号、11号、13号、15号、17号、21号、22号、23号、25号样品, 共10种。值得注意的是:根据荧光强弱进行鉴别时, 应将要比对的样品同时置于光源下进行比对观察或拍摄, 然后再交换、旋转位置进行观察, 以消除光源能量、光照角度、光照位置、图像色调、饱和度以及主观因素等因素不同而造成的影响, 同时测试纸张页数要一致, 本实验均为单页纸。

图1 UV 254 nm照射下光圈为4.0时3组代表样品的荧光现象

第一组的8种样品, 根据荧光纤维条的长短、粗细、弯曲形状和分布密度等特征进行鉴别, 可将此8种样品分为第I类和第II类(见图2)。对第2组和第3组样品继续调整光圈为5.6, 亮度变暗, 纸面呈暗蓝色, 可以看到暗蓝色或亮蓝色荧光纤维条。根据荧光纤维条的长短、粗细、弯曲形状和分布密度等特征进行鉴别, 分别将第二组分为第III ~ VIII类, 第三组样品分为第IX ~ XIV类(见图3, 图4), 所有样品荧光现象描述及种类区分见表2。

由表2可知:相同厂家不同品牌纸张样品2号、23号、24号和3号、25号、26号分别为不同的类别, 相同品牌不同批次的“ 欣乐” 牌纸张样品27号 ~ 30号, 其中29号样品与其它样品可鉴别, 因此利用文检仪紫外短波光源(UV 254 nm), 在不同光圈条件下可区分不同厂家不同品牌、相同厂家不同品牌、甚至一些相同品牌不同批次的静电复印纸样品。

图2 UV 254nm照射下光圈为4.0时第I类和第II类样品的荧光现象

图3 UV 254nm照射下光圈为5.6时第IX ~ XIV类样品的荧光现象

图4 UV 254nm照射下光圈为5.6时第IX ~ XIV类样品的荧光现象

2.2 不同取样位置的测试

不同取样位置测试实验结果表明:同一批次的纸张和纸张正反面以及纸张的不同位置, 其荧光现象未见明显不同。值得一提的是, 样品的荧光纤维条比较稀疏时, 测试面积太小, 个别位置则可能观察不到荧光纤维条, 因此, 为保证实验结果的准确性, 排除测试位置的影响, 样品的观察面积至少需要1.0cm× 1.0cm。

表2 样品荧光现象及种类区分
2.3 纸张人工老化测试结果

实验分别对经过热老化、紫外光老化和自然光老化后的纸张样品进行测试观察。实验结果表明, 经热老化和紫外光老化的样品, 其荧光现象无明显变化。经自然光老化的样品, 多数样品在日照10d以上, 因荧光增白剂长时间暴露在日光下, 其分子被分解而逐渐下降, 导致荧光强度减弱, 亮度变暗; 同时部分样品因背景荧光减弱, 原来不清晰的荧光纤维条荧光强度相对增加, 最终观察到荧光纤维条由稀疏变得密集(见图5)。

图5 未老化与自然光老化样品的紫外荧光现象

3 讨 论
3.1 方法可靠性

由于静电复印纸需要满足打印、复印等特殊功能的需要, 因此各造纸厂生产的静电复印纸在成分、外观特性以及物理性质上具有很强的相似性, 纸张是否能够被有效的区分往往需要多种方法综合检验互相验证。笔者对收集的实验样品除采用短波紫外光荧光现象检验外, 还采用了紫外可见反射光谱法进行了鉴别[5], 两种方法均证实很多不同品牌的静电复印纸在成分上存在着差异, 可以进行种类区分和鉴别。进一步采用文献[5]的方法对相同品牌不同批次的静电复印纸采用紫外可见反射光谱法进行测试(见图6), 由图可知, 29号样品可与其它样品进行区分, 27号、28号和30号样品仅表现在反射率的不同, 是否能被区分还需进一步鉴别。综上所述, 同品牌不同批次生产的静电复印纸成分或含量不完全相同, 采用适合的方法可以进行鉴别。因此, 利用短波紫外光也可鉴别同品牌不同批次的静电复印纸。

图6 29号和30号样品的紫外可见反射光谱图

3.2 荧光现象机理分析

在造纸行业中为改善纸张的外观, 使纸张洁白, 常加入荧光增白剂。在紫外光激发下, 纸张产生的蓝色荧光主要为荧光增白剂所致, 因荧光增白剂可以吸收人眼不可见的短波紫外光并将其以更长波长的蓝光发射出来, 此光可以在暗处观察到[7, 8, 9]。不同品牌纸张荧光增白剂种类或含量不同, 荧光颜色或强弱不同, 当使用同种荧光增白剂时, 含量越大, 荧光强度越强[10]。

纸张样品中观察到的荧光纤维条主要为纸浆中纤维产生的荧光。因纤维具有光致发光的特性, 紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光, 即荧光。因不同厂家纸浆原料不同, 纸张中纤维种类不同, 受紫外光激发后产生的荧光情况有差别, 如大多数可以产生荧光, 少部分无荧光产生, 另外荧光强弱也有差别; 不同厂家的制浆工艺不同, 则纤维的长短、粗细、卷曲等形态不同[8, 9, 10, 11]; 不同品牌及同一品牌不同批次的纸张, 不同种类纤维配比以及纤维的分布密度也不同, 因此观察到的荧光纤维条的长短、粗细、弯曲等形态特征以及荧光纤维条的分布稀疏程度不同。

综上所述, 在利用文检仪短波紫外光进行检验时, 应将标准样品和比对样品同时置于文检仪光源下进行观察, 以排除仪器稳定性、光源能量等因素的影响, 同时还应注意互换位置和旋转方向以排除光照位置和角度对荧光强弱的影响。

该方法不仅可以区分不同厂家的纸张样品、也可区分相同厂家不同品牌、甚至相同品牌不同批次的样品。方法快速、简便、重现性好、不损坏检材, 直观性强。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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