臺灣博碩士論文加值系統

因中性筆之書寫特性及效果優於油性筆與水性筆，使其在文具市場中廣受大眾使用，並成為多數人購買時之最佳選擇。由於一般日常書寫常以藍色或黑色為主，因此本研究針對24枝，分別來自國內外十五種廠牌，一方面於實驗中利用傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀之反射式測量模式來區分不同墨水來源，並計算其鑑別力以評估傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀在此墨水分析之有效性外，另一方面亦使用衰減式全反射模式測得書寫於紙張上墨水樣品之紅外線吸收光譜圖，並搭配儀器軟體中的相減功能減去空白紙張之紅外線吸收光譜，接續與資料庫進行比對，篩選出可能的黑色中性原子筆。
傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀之衰減式全反射模式（ATR）是一種非破壞性的檢測方法，書寫於紙張上的墨水樣品不需經任何前置處理，即可利用ATR模式搭配儀器軟體運算功能，可得墨水樣品之紅外線吸收光譜圖。鑒於傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀應用於有機化合物之分析十分純熟，操作快速且便捷，本研究希望藉此儀器對於刑事鑑識工作之物證做最低破壞檢測。
本研究結果顯示，對於24件黑色中性原子筆墨水，傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀可將其分類為19類，鑑別力達0.95。針對不同書寫材料之墨跡檢測發現並不會影響比對結果；且對於照射光源溫度不同亦發現到墨水成分內揮發物質的衰減，具有關聯性。此外，對於實際文書樣品，本研究亦提出資料庫建立方式及比對流程，可提供文書鑑定人員做為參考依據。



關鍵字：黑色中性原子筆、黑色中性原子筆墨水、微物跡證、傅立葉轉換顯微紅外線光譜儀、顏料、染料、鑑別力、文書鑑定、刑事鑑識、反射式模式、衰減式全反射模式。

第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究限制 2
第二章 文獻探討 4
2.1 中性筆介紹 4
2.1.1 水性、油性及中性筆墨水之比較 4
2.1.2 一般中性筆之構造 4
2.1.3 中性筆墨水（gel pen ink）之成分 5
2.2 紙張的基本化學組成及特性 7
2.3 墨水鑑定之方法 8
2.4 紅外線光譜理論與應用 13
2.4.1 紅外線光譜簡介 13
2.4.2 反射式（Specular Reflectance）與衰減式全反射（Attenuated Total
Reflectance，簡稱ATR）測量模式 15
2.5 紅外線光譜於墨水鑑定之應用 18
2.5.1 資料庫的建立與比對 18
2.5.2 資料庫比對流程建立 19
2.5.3 黑色中性原子筆墨水及紙張分析 21
第三章 實驗方法與材料設備 24
3.1 實驗流程 24
3.2 實驗材料 25
3.2.1 黑色中性筆樣品來源 25
3.2.2 黑色中性筆樣品製備 27
3.2.3 紙張樣品來源 30
3.2.4 乾燥實驗之使用燈泡 31
3.3 實驗儀器設備 32
3.4 實驗儀器操作 32
3.4.1 傅立葉顯微紅外線光譜儀操作流程 32
3.4.2 紅外線光譜判定 35
3.4.3 鑑別力（discriminating power，簡稱DP）計算 35
3.4.4 紅外線光譜圖資料庫建立 36
3.4.5 OMNIC 7.2 c 之ATR 扣除程式設定步驟 40
第四章 實驗結果與討論 43
4.1 黑色中性原子筆之顯微鏡觀察 43
4.2 各黑色中性原子筆之紅外線光譜圖分析 45
4.3 24 枝黑色中性原子筆之分類 46
4.4.1 第1 大類之細部分類 52
4.4.3 第4 大類之細部分類 54
4.4.3 第7 大類之細部分類 55
4.4.2 第13 大類之細部分解 59
4.5 分類結果及鑑別力之計算 60
4.6 對於書寫於紙張上的墨水量測結果 64
4.6.1 資料庫及比對流程建立 64
4.6.2 不同種類紙張之物理分析 65
4.6.3 不同紙張之書寫實驗 72
4.6.4 墨水成分書寫紙張上乾燥實驗 106
第五章 結論 115
參考文獻 118
附錄Ι 本研究實驗用筆資料 I
附錄Π 黑色中性原子筆墨水之顯微鏡觀察圖 II
附錄Ⅲ 24 枝黑色中性原子筆紅外線光譜圖及官能基判讀表 XIV
附錄Ⅳ 18 件紙張之紅外線光譜圖及官能基判讀表 XXXVIII論文全文

1.林茂雄，徐健民，駱宜安等合著（2007），刑事鑑識概論，中央警察大學，471–488。
2.林文貴，駱宜安等合著（2000），警察百科全書（十二）刑事鑑識，中央警察大學，193–223。
3.王雪如（2006），藍色中性原子筆墨水之顯微拉曼光譜分析，中央警察大學鑑識科學研究所碩士論文。
4.黃弘毅（2007），藍色中性原子筆墨水之傅立葉轉換顯微紅外光譜分析，中央警察大學鑑識科學研究所碩士論文。
5.Y. Z. Liu, J. Yu, M. X. Xie, Y. Liu, J. Han, TT Jing, Classification and dating of black gel pen ink by ion-pairing high-performance liquid chromatography, Journal of Chromatography A 2006; 1135:57–64.
6.Y. Xu, J. Wang, L. Yao, Dating the writing age of black roller and gel inks by gas chromatography and UV–Vis spectrophotometer, Forensic Science International 2006; 162:140–143.
7.United States Patent 5929135.
8.United States Patent 5993098.
9.United States Patent 6275816.
10.United States Patent 6331203.
11.United States Patent 6390710.
12.http://www.yfy.com.tw/
13.http://www.papershop.com.tw/concepts/paper_proc.aspx
14.http://www.pmtac.org/tc/references
15.R. L. Brunelle, K. R. Crawford, Advances in the forensic analysis and dating of writing ink. Charles C Thomas publisher, springfield 2003; chapter 4–6.
16.徐建民（2003），刑事化學，中央警察大學，初版，37–42。
17.林敬二（1999），儀器分析，美亞書版股份有限公司，第五版，195–415。
18.C. N. Banwell, E. M. McCash, Fundamentals of molecular spectroscopy, The McGraw-Hill Companies, Fourth Edition, 55–126.
19.孟令芝、鞏淑玲、何永炳（2003），有機波譜分析，武漢大學出版社，第二版，250–328。
20.http://las.perkinelmer.com/content/TechnicalInfo/TCH_FTIRATR.pdf
21.http://www.thermo.com/eThermo/CMA/PDFs/Various/File_21270.pdf
22.HR Lubricants and Oils by ATR, IR library.
23.HR Lubricants and Oils by Transmission, IR library.
24.R. A. Merrill, E. G. Bartick, Analysis of ballpoint pen inks by diffuse reflectance infrared spectrometry, JFSCA 1992; 37(2):528–541.
25.Z. P. Janina, K. Marcin, Application of the micro-FTIR spectroscopy, Raman spectroscopy and XRF method examination of inks, Forensic Sci. Int. 2006; 158:164–172.
26.Using OMNIC Algorithms. Thermo Fisher Scientific Inc, 1994; 47–53.
27.B. M. Trzcinska, Classification of Black Powder Toners on the Basis of Integrated Analytical Information Provided by Fourier Transform Infrared Spectrometry and X-Ray Fluorescence Spectrometry, J Forensic Sci 2006; 51(4):919–924.
28.V. Gausin, C. Margega, A. Marigo, R. Casamassima, G. Peluso, L. Ripani, Forensic differentiation of paper by x-ray diffraction and infrared spectroscopy, Forensic Science International 2010; 197:70–74.
29.J. Wang, G. Luo, S. Sun, Z. Wang, Y. Wang, Systematic analysis of bulk blue ballpoint pen ink by FTIR spectrometry, J Forensic Sci 2001; 46(5):1093–1097.
30.W. D. Mazzella, P. Buzzini, Raman spectroscopy of blue gel pen inks, Forensic Sci Int 2005; 152:241–247.
31.A. Vila, N. Ferrer, J. F. Garcia, Chemical composition of contemporary black printing inks based on infrared spectroscopy: basic information for the characterization and discrimination of artistic prints, Anal. Chim. Acta 2007; 591:97–105.
32.K. W. Smalldon, A.C. Moffat, The calculation of discriminating power for a series of correlated attributes. J Forensic Sci Soc 1973; 13:291–295.
33.S. Singh, S. K. Tripathi, G. S. S. Saini, Effect of pyridine on infrared absorption spectra of copper phthalocyanine, Spectrochimica ACTA part A 2008; 69:619–623.
34.http://msds.chem.ox.ac.uk/CR/crystal_violet.html
35.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC20177/
36.A. H. Jackson, K. R. Nagaraja RAO, Sydney G. SMITH, High- pressure- liquid-chromatographic analysis of tetracarboxylic porphyrins in hepatic porphyrias, Biochem. J. 1982; 207, 599.
37.http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxynaphthol_Blue
38.J. H. Bugler, H. Buchner, A. Dallmayer. Age Determination of Ballpoint Pen Ink by Thermal Desorption and Gas Chromatography–Mass Spectrometry. J Forensic Sci 2008; 53(4):982–988.