7.2. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БУМАГИ . Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них

Общие сведения о бумаге

Бумага представляет собой упругопластичный капиллярно-пористый материал, основу которого составляют волокна растительного происхождения, переплетенные и соединенные между собой в процессе формирования бумажного листа.

Мировая бумажная промышленность выпускает свыше 600 видов бумаги и картона, обладающих разнообразными свойствами: высокопрозрачные, электропроводящие и электроизоляционные, тонкие (толщиной 4-5 мкм) и толстые картоны, хорошо впитывающие влагу и водонепроницаемые, гладкие и шероховатые и др. Картон отличается от бумаги большей толщиной и массой одного квадратного метра. Бумага является материалом многокомпонентным, поскольку включает в себя различные по качественному и количественному составу компоненты. Для их изготовления используется волокнистое сырье, проклеивающие вещества, минеральные наполнители, красящие вещества, а также синтетические вещества для придания специальных свойств.

Основными источниками волокнистого сырья для получения полуфабрикатов, применяемых при производстве бумаги, являются:

• древесина хвойных и лиственных пород (ель, сосна, пихта, лиственница, береза, осина, тополь, ольха, бук);

• стебли однолетних растений (кукуруза, тростник и др.), а также лубяные волокна однолетних растений (лен, конопля, джут, рами, кенаф);

• волокна семян хлопка и отходов хлопкового производства (делинт, хлопковый пух);

• тряпичная масса — хлопчатобумажная, льняная, пеньковая;

• макулатура (старая бумага и обрезки);

• искусственные волокна в сочетании с древесной целлюлозой;

• синтетические волокна (капрон, нейлон, полиэтилен, нитрон и др.).

Проклеивающие вещества используются для связывания волокон между собой, увеличения влагонепроницаемости и механической прочности, устранения ворсистости, предупреждения расплыва красителей записей и др. В качестве таких веществ в бумажную массу вводят обычную и модифицированную канифоль, парафин, латекс, синтетические смолы, животный клей, крахмал.

Различают массную проклейку, когда клеи добавляют непосредственно в бумажную массу, и поверхностную. Один вид проклейки не исключает другого, так как при этом преследуются разные цели. Массная проклейка необходима для дополнительного связывания волокон друг с другом, поверхностная — предотвращает отделение (выщипывание) волокон с внешних слоев бумаги, а также препятствует проникновению краски и влаги в процессе печати.

По степени проклейки все виды бумаги можно условно разделить на три группы: сильноклесные (писчая, тетрадная, чертежная), содержащие 1,5-4,0% канифоли; слабоклееные (мешочная, обойная, для глубокой печати), содержащие 0,5-1,0% канифоли; неклееные (газетная, папиросная, фильтровальная). Канифоль часто заменяется парафином, монтан-воском и др. Картон проклеивают, используя парафин либо канифольно-парафиновый клей.

Минеральные наполнители вводятся в бумагу для заполнения пор, утяжеления, улучшения цвета, придания белизны, гладкости, мягкости, непрозрачности, впитывающей способности и других свойств. В качестве наполнителей используют: каолин, гипс, мел, асбестин, тальк, бланфикс и др.

Почти все сорта бумаги подвергаются дополнительной обработке — подцветке, а в целях получения окрашенной бумаги — окраске, для чего в бумажную массу добавляют красящие вещества минерального (ультрамарин, охра, хромовые пигменты) или органического (аурамин, метиленовый голубой, кислотный голубой) происхождения. При изготовлении бумаги белого цвета в бумажную массу добавляют белые пигменты (карбонат кальция, диоксид титана, сульфат цинка), подсинивающие вещества (ультрамарин) и оптические отбеливатели — бесцветные или слабоокрашенные органические соединения, поглощающие ультрафиолетовые лучи в области 300-400 им и преобразующие их в синий или фиолетовый свет с длиной волны 400-500 нм (т.е. имеющие люминесценцию голубого или фиолетового цветов) и тем самым повышающие белизну бумаги. В качестве оптических отбеливателей используют препараты типа Релюкс, Гелиофор, Вольфен и другие, применение которых регламентировано стандартами и техническими условиями на бумагу и картон.

При обработке бумаги различными синтетическими веществами ей придаются свойства устойчивости к воде, кислотам, щелочам, маслу и паронепроницаемости. Для этих целей применяют следующие синтетические вещества: ацетат целлюлозы, нитрат целлюлозы, хлорированный каучук, полиэтилен и т.д.

Качество бумаги (соответствие ее конкретному виду) согласно требованиям ГОСТ определяется:

• структурно-размерными показателями — формат, вес 1 м², толщина, гладкость, пористость, характер просвета;

• композицией — состав по волокну, зольность, наличие компонентов бумаги;

• механическими и упруго-пластическими свойствами — разрывная длина, сопротивление излому, разрыву, истиранию, мягкость, жесткость, упругость и др.;

• оптическими свойствами — цвет, белизна, оттенок, лоск, прозрачность, светопроницаемость;

• гидрофобными и гидрофильными свойствами — степень проклейки, впитывающая способность, гигроскопичность, влажность;

• химической чистотой — щелочность, кислотность, наличие минеральных вкраплений, наличие катионов и анионов;

• специальными свойствами — жиро-, воздухо-, паро- и водонепроницаемость, влагопрочность, термостойкость и др.

При испытании бумаги в производственных лабораториях определяют только те показатели, которые определяют ее потребительские свойства.

По назначению бумага, выпускаемая отечественной бумажной промышленностью, делится на 11 основных классов.

1. Бумага для печати (типографская, офсетная, документная, мелованная, газетная и др.) — отличается достаточно высокой степенью гладкости и белизны, хорошо воспринимает печатную краску. Типографская бумага и бумага для глубокой печати отличаются большим содержанием наполнителей и низкой степенью проклейки. Офсетная и картографическая бумага содержат меньше наполнителей, но они хорошо проклеены. Газетная бумага изготовляется из дешевых волокнистых материалов, без проклейки и наполнителей либо с низким их содержанием.

2. Бумага для письма (писчая, почтовая, конвертная и др.) — отличается хорошей проклейкой, малой впитывающей способностью и высокой гладкостью.

3. Чертежно-рисовальная бумага (рисовальная, калька, чертежная — обыкновенная, прозрачная и др.) — изготовляется без наполнителей, хорошо проклеена.

4. Электроизоляционная бумага (кабельная, телефонная и др.) — изготовляется из сульфатной небеленой целлюлозы без наполнителей и проклеивающих веществ, отличается высокой механической прочностью и чистотой.

5. Папиросная бумага (папиросная, курительная и др.) — в зависимости от вида различается по композиции, свойствам и технологии изготовления.

6. Впитывающая бумага (фильтровальная, промокательная и др.) — изготовляется из тряпичной полумассы и беленой целлюлозы без проклейки.

7. Бумага для аппаратов (телеграфная лента, перфокарточная и др.).

8. Светочувствительная бумага (для светокопии, фотоподложка для изготовления фотобумаги) — отличается высокой механической прочностью, чистотой, характером проклейки и рядом специфических свойств.

9. Переводная бумага или основа (копировальная, переводная и др.).

10. Оберточно-упаковочная бумага — изготовляется из прочных волокнистых материалов и отходов производства, применяется для упаковки пищевых продуктов и товаров.

11. Бумага промышленно-технического назначения (патронная, наждачная, шпульная и др.).

Картон, выпускаемый отечественной промышленностью, по назначению делится на:

• тарный, предназначенный для изготовления ящиков и упаковки различных изделий и материалов. Он подразделяется на гофрированный и сплошной (склеенный и коробочный);

• полиграфический картон (переплетный, матричный и прессшпан).

Общая технологическая схема производства бумаги и картона

Производство бумаги складывается из пяти основных технологических процессов:

1. Получение исходных волокнистых компонентов: разволакнивание исходных материалов, освобождение их от вредных примесей.

2. Изготовление бумажной массы: массный размол, смешение компонентов.

3. Отлив бумажного полотна на бумагоделательных машинах.

4. Отделка листового материала: выравнивание, лощение, тиснение.

5. Резка, сортировка, упаковка продукции.

Каждая операция вносит в полуфабрикат характерные признаки, которые в конечном счете создают совокупность признаков, общую лишь для какого-то определенного количества готовой продукции.

Основным компонентом бумаги являются волокнистые материалы (полуфабрикаты — целлюлоза, полуцеллюлоза, древесная масса), вырабатываемые из древесины хвойных и лиственных пород, из соломы различных злаков, стеблей однолетних растений, лубяных волокон льна, конопли, джута, рами, волокон хлопка, тряпичной массы и макулатуры.

Химически необработанная древесная масса применяется лишь при изготовлении бумаги низких сортов, к которым не предъявляется требование долговечности.

Для промышленного производства писчей бумаги различных видов в настоящее время применяется главным образом беленая и небеленая древесная целлюлоза (основу которой составляют оболочки клеток растений), полученная одним из способов варки — сульфитным (кислотным) или сульфатным (щелочным). Соответственно способу получения целлюлоза носит название сульфитной или сульфатной.

На первом этапе технологического процесса получения бумаги выделяется один компонент — волокна целлюлозы. Для этого сырье мелко измельчают, смешивают с водой и подвергают термической обработке — варке. Сульфитная целлюлоза получается из древесины хвойных пород (ели и пихты), а также древесины лиственных пород (тополя и осины) путем обработки этой древесины так называемой варочной кислотой, содержащей в своем составе воду, гидросульфит кальция и свободную сернистую кислоту.

Сульфатная целлюлоза приготовляется из сосновой древесины или из соломы. Варка по сульфатному способу производится щелоком, состоящим из едкого натра и сульфида натрия. Сульфатный способ отличается от сульфитного тем, что в первом способе отработанный варочный щелок регенерируется и вновь идет по своему назначению на производство.

В процессе вываривания первичного сырья чистая целлюлоза освобождается в той или иной степени от входящих в древесно-растительную массу так называемых инкрустирующих веществ: лигнина, смолы, гемицеллюлозы и других веществ.

Для придания полуфабрикату белого цвета и более глубокой очистки волокон проводится отбелка целлюлозы. Для отбелки используются: хлор, хлорная известь, гипохлорид кальция, перекись водорода и др.

На втором этапе технологического процесса изготовления бумаги волокна целлюлозы подвергаются массному размолу (дефибрилляции). Процесс массного размола способствует лучшему формированию листа бумаги. Благодаря ему из одних и тех же волокон можно изготовить бумагу с разными свойствами. По степени разработанности различают три вида помола: тощий (волокна измельчаются и укорачиваются главным образом в длину, при этом структура волокна остается без изменений); жирный (большая часть волокна расщепляется на элементарные волокна — фибриллы); очень жирный помол (все волокна расщепляются на фибриллы). Различного вида помолы характеризуются еще по длине входящих в их состав волокон (длинный, средний, короткий).

Массу с тощим помолом волокна используют при производстве газетных, фильтровальных бумаг, а с жирным и очень жирным — при производстве прочных, плотных бумаг.

Для получения бумажной массы измельченные волокнистые компоненты сильно разбавляют водой; в зависимости от вида (сорта) изготовляемой бумаги в полученную таким образом взвесь вводят наполнители, проклеивающие вещества, отбеливающие и красящие вещества.

Третьим технологическим этапом является отлив бумажного волокна, который осуществляется на бумагоделательных машинах (БДМ).

Бумажная масса из специального дозирующего устройства поступает на движущуюся в виде транспортерной ленты металлическую или полимерную сетку, натянутую на ряд валов. Волокна бумажной массы, двигаясь вместе с сеткой, которой дополнительно придается боковая тряска, спутываются, обезвоживаются и принимают вид бумажного полотна. Сетчатая часть БДМ заканчивается прессующими обрезиненными валами, на которых бумажное полотно уплотняется. Далее специальными сукнами оно подается в прессовальную часть машины, представляющую собой несколько валов, которые уплотняют и обезвоживают бумагу. Окончательно бумажное полотно обезвоживается в сушильной секции БДМ, состоящей из системы обогреваемых цилиндров, где оно высушивается до влажности 6-8%.

В отделочной части БДМ бумага проходит между вращающимися металлическими полированными валами, которые сглаживают ее поверхность, придавая ей матовый вид — машинную гладкость. У такой бумаги гладкость нижней стороны (имеющей следы рисунка от нитей сетки) будет меньше верхней (лицевой) стороны.

На данном технологическом этапе при производстве бумаги, предназначенной для особо важных документов, осуществляется введение в ее толщу синтетической нити и нанесение водяных знаков.

На четвертом этапе технологического процесса получения бумаги для улучшения гладкости и дальнейшего уплотнения некоторые сорта бумаги каландрируются, т.е. бумажное полотно пропускается через суперкаландр. Бумага, подвергнутая такой обработке, называется каландрированной, лощенной или глазированной.

Иногда бумаге придают односторонний лоск, а в некоторых случаях подвергают тиснению.

На пятом этапе производства бумаги бумажное полотно разрезается вдоль на менее широкие части. Для этого оно разматывается и пропускается через роликовые ножи. Полученные бумажные полосы сматывают в бухты, которые отправляют потребителям. На этом этапе на бумагу может быть нанесено пленочное покрытие, либо ее поверхность может быть обработана иным способом.

Производство картона складывается из тех же технологических процессов, что и производство бумаги. Отливку картона производят на специальных картоноделательных машинах, имеющих два принципа устройства: с сеточным столом и сеточными цилиндрами. Машины с сеточным столом применяются для выработки тонких картонов и в принципе не отличаются от бумагоделательных машин. Вторые машины состоят из вращающихся в «ванне» сетчатых цилиндров. Слой волокна, осевший на цилиндрах, снимается движущейся полоской сукна и пропускается через отжимные валы. Машины этой системы могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми.

В одноцилиндровых машинах, иначе называемых папковыми, слой волокна после отжимных валов наматывается на «форматный вал». Когда наслоение достигает требуемой толщины картон, разрезается.

В многоцилиндровых машинах движущееся сукно последовательно снимает волокно с каждого цилиндра, наращивая тем самым нужную толщину слоя. Некоторые виды картона изготовляют путем склеивания нескольких слоев на картоноклеильных машинах, состоящих из устройства для намазывания клея, прессующих валов и сушильных цилиндров. В необходимых случаях картон глянцуют на лощильных станках — глезерах.

Схема криминалистического исследования бумаги

К основным задачам диагностического и идентификационного характера при криминалистическом исследовании бумаги относятся:

1. Установление класса, вида бумаги, ее номера или марки, предприятия-изготовителя.

2. Определение принадлежности сравниваемых объектов к продукции одного выпуска (конкретной партии).

3. Установление принадлежности сравниваемых объектов к одному целому (пачке, рулону или бумажно-беловому изделию — блокноту, тетради и т.д.).

С целью решения задач криминалистического исследования определяют признаки бумаги, включающие особенности структуры, физические и механические свойства, состав по волокну, проклеивающие и наполняющие вещества и др. Необходимо отметить, что методика криминалистического исследования бумаги, в отличие от принятой в лабораториях бумажной промышленности, имеет ряд особенностей, обусловленных спецификой объекта (ограниченные размеры, наличие красочных изображений, загрязнений, возможные изменения свойств, обусловленные условиями хранения, использования и др.); такие механические и физические параметры, как сопротивление бумаги разрыву, излому, жесткость, влагопрочность часто не могут быть определены регламентированными методами анализа. Не всегда возможно определение сорности, светопроницаемости и прозрачности. Возникает необходимость решения задач исследования без определения указанных параметров бумаги, путем применения методов анализа других ее свойств, требующих для своего проведения минимального объема исследуемого образца. В таких случаях определяется: структура поверхности, толщина, масса 1 м², плотность, состав по волокну, зольность, минеральный состав и пр. Для решения вопроса о принадлежности бумаги к определенной партии выпуска, а также других идентификационных вопросов, помимо указанных свойств исследуют степень отбелки, степень помола, характеристику маркировки сетки, особенности линии разреза (отрыва), линовку, загрязнения и другие признаки.

В ходе криминалистического исследования бумаги решаются, например, следующие вопросы:

1. К какому виду относится бумага документа?

2. Имеет ли бумага, использованная при изготовлении данного документа, общую групповую принадлежность с представленными образцами (относится ли к одной партии продукции)?

3. Не является ли бумага, на которой выполнен данный документ, частью представленного рулона бумаги?

К основным свойствам материала бумаги, которые выявляются при ее криминалистическом исследовании, относятся:

• механические свойства (жесткость, сопротивление бумаги разрыву, излому, продавливанию и скручиванию);

• толщина;

• масса 1 м²;

• плотность;

• внутреннее строение (облачность, направленность волокон, слоистость);

• структура поверхности (гладкость, выраженность сетки, водяные знаки, графление);

• цвет, белизна, характер люминесценции;

• композиция по волокну, помол волокна, степень отбелки волокна;

• вид и степень проклейки;

• зольность, минеральный состав золы.

Криминалистическое исследование бумаги проводят по схеме, представленной на рис. 12.

Рис. 12. Общая схема криминалистического исследования бумаги

1. Определение толщины бумаги.

Толщину бумаги W в миллиметрах определяют с помощью индикаторного толщиномера марки ТИБ-1, ТИК-1, ТНБ-5А с диаметром измерительной пяты 1,6 см при заданном давлении 1,0 кг/см². Для стандартного листа формата 200 ? 250 мм рассчитывается среднеарифметический результат семи — десяти измерений в различных (не менее пяти) точках листа, поскольку бумажное полотно изменяется по толщине.

2. Определение массы 1 м² бумаги.

Массу бумаги, выраженную в граммах, определяют путем взвешивания на аналитических весах не менее трех образцов бумаги площадью 1 см² с последующим пересчетом полученных результатов на 1 м².

Расчет массы 1 м² бумаги (г/м²) производится по формуле: М = 10 m/(s n), где М — масса 1 м² бумаги, г; т — масса листов бумаги, мг; s — площадь листа, см²; п — количество листов.

3. Определение плотности бумаги.

Плотность бумаги зависит от множества технологических факторов, в частности, она возрастает с повышением тонкости помола волокнистого сырья, давления между валами прессов и каландра, натяжения сушильных сукон и т.д.

Плотность бумаги и картона (г/см³) определяется как отношение массы 1 м² к толщине бумаги: d = 0,001 ? (M/?),

где d — плотность бумаги, г/см³; М — масса 1 м² бумаги, г; ? — толщина бумаги, мм.

4. Определение цвета, белизны, характера люминесценции, светопропускания.

Цвет и белизна бумаги зависят от состава исходного материала, условий хранения (температуры, относительной влажности и пр.).

Цвет и белизну бумаги определяют сравнением оттенка материала со стандартной шкалой «серых цветов». Определение производят при ярком естественном освещении, так как всякий искусственный свет может изменить цветовой тон объекта. Также для этой цели используют спектрофотометрические методы.

Цвет и интенсивность люминесценции волокнистых материалов, применяемых при изготовлении бумаги, зависят от способа их обработки, породы и даже возраста используемой древесины, количества веществ, сопутствующих клетчатке (лигнина, смол и т.д.). Волокнистые материалы, приближающиеся по своему составу к чистой клетчатке (целлюлоза, тряпичная полумасса), имеют люминесценцию светлых тонов. Волокнистые материалы, содержащие большее количество лигнина (бурая и белая древесная масса), имеют люминесценцию темных и тусклых тонов. Большое влияние на характер люминесценции оказывает природа проклейки. Так, канифольная проклейка придает свечению зеленый оттенок.

Нужно отметить, что цвет и люминесценция бумаги существенно меняются от воздействия внешних факторов. Особенно сильное влияние оказывают солнечные лучи, воздействующие на бумагу в течение длительного времени, поэтому при сравнительном исследовании цвет и люминесценция бумаги не могут применяться в качестве самостоятельных признаков, указывающих на различное или одинаковое происхождение бумаги.

Светопроницаемость и прозрачность относятся к оптическим свойствам бумаги и связаны с явлениями рассеяния света на поверхности бумаги и в ее толще, а также с поглощением и пропусканием света бумагой.

Под светопроницаемостью бумаги понимают способность ее пропускать свет. Прозрачностью бумаги называется степень видимости сквозь бумагу знаков и рисунков, нанесенных на подложку. Наиболее светопроницаемая бумага является и наиболее прозрачной.

Прозрачность и светопропускание бумаги взаимно связаны друг с другом и зависят от ее состава по волокну, толщины, количества и рода наполнителей, характера помола и т.д. Светопропускание выражают коэффициентом т, определяемым как отношение прошедшего через среду светового потока к световому потоку, попадающему на нее (без учета направления света). ? = f_прош/f_полн, где f_прош — световой поток, прошедший через среду, а f_полн — падающий световой поток;

Обычно вместо светопропускания определяют оптическую плотность D:

D = lg 1/? = -lg?, откуда ? = 10^D.

Прозрачность бумаги характеризует направленное прохождение лучей света через бумагу. Прозрачность характеризуется коэффициентом направленного пропускания:

?_напр = f_напр / f_полн, и оптической плотностью D_напр = -lg?_напр.

В специальных лабораториях светопропускание бумаги определяют денситометрическим методом с использованием приборов — денситометров (позволяющих определить значение оптической плотности). При криминалистических сравнительных исследованиях прозрачность можно установить следующим образом: исследуемые образцы кладут на лист бумаги, на который нанесены черные линии одинаковой толщины, и фотографируют в проходящем свете. На полученных фотограммах в случае неодинаковой прозрачности испытуемых образцов разница выявляется более отчетливо, чем при визуальном осмотре.

5. Определение внутреннего строения бумаги.

Внутреннее строение бумаги характеризуется ее просветом (облачностью — строением материала на просвет), направленностью волокон и слоистостью.

Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры, т.е. равномерность распределения волокон в бумаге; определяется степенью равномерности прохождения света через бумагу. Часто его оценивают визуально в проходящем свете при равномерном освещении. Образец сравнивают со стандартной бумагой хорошего просвета. Бумага имеет равномерный (сомкнутый) просвет при равномерной ее текстуре и плохой (облачный) просвет, если волокна распределены неравномерно. Чем прозрачнее бумага, тем легче обнаруживается плохой просвет. Определение просвета в определенной мере зависит также от цвета бумаги (синие бумаги кажутся более облачными, чем белые или желтые).

При неоднородной структуре (неравномерном просвете) снижаются показатели механический прочности бумаги.

Для фиксирования облачности производят фотографирование бумаги на просвет или обычную контактную печать на фотоматериал непосредственно с исследуемой бумаги.

Вид просвета зависит от технологии изготовления бумаги на том или ином предприятии, которая, в свою очередь, обусловливается степенью однородности бумаги по массе.

Существенным свойством бумажного листа является направление волокон в этом листе.

В бумаге различают два направления: продольное (машинное) — по ходу материала на бумагоделательной машине и перпендикулярное к нему — поперечное. Направление волокон в бумаге соответствует ее продольному направлению.

Ориентация волокон в бумаге зависит не только от направления движения бумажного полотна на бумагоделательной машине, но и от скорости ее движения. Чем выше скорость, тем выраженнее направленность волокон в бумажном листе.

Разная степень направленности волокон свидетельствует о том, что сравниваемые материалы изготовлялись при различных скоростях машины, поэтому этот признак следует учитывать при сравнительном исследовании бумаги.

Направление волокон определяется изучением поверхности бумаги под микроскопом. Подавляющее число волокон у большинства бумаг расположено в продольном направлении.

Наряду с микроскопическим исследованием, направление волокон бумаги можно определить следующими способами:

• по характеру надрыва бумаги в различных местах. Обычно надрыв, сделанный в продольном направлении, имеет ровную чистую линию, а в поперечном — волнистую;

• из листа бумаги в продольном и поперечном направлениях вырезаются несколько полосок одинаковой ширины. При сгибании под тяжестью собственного веса полоски бумаги в продольном направлении покажут меньший угол сгиба, нежели полоски бумаги в поперечном направлении;

• определение направления скручивания бумаги после ее увлажнения с одной стороны, так, при увлажнении лист стремится больше расшириться в поперечном направлении, чем в продольном. Из листа образуется цилиндр, ось которого параллельна продольному направлению.

Слоистость материала. Под слоистостью материала понимают число его слоев и способность к расслаиванию.

Определение числа слоев у склеенного картона не вызывает трудностей. В отношении однослойных материалов определяется не число слоев, а способность к расслаиванию. Слоистость материала определяется разволакниванием его с помощью препаровальных игл. Судить о способности к расслаиванию можно и путем микроскопического исследования поперечных срезов образцов бумаги при помощи микроскопа типа МБС в отраженном свете при 12-25^x увеличении.

6. Определение способа изготовления водяных знаков.

Водяными знаками называют знаки или рисунки, видимые на просвет.

Водяные знаки, наносимые в фабричных условиях, делят на «настоящие» и «искусственные». «Настоящие» наносятся на сырую бумагу с помощью дендероля — вала с выпуклостями, рельеф которого соответствует изображению водяных знаков, наносимому на бумагу. Волокна влажной бумажной массы при этом располагаются более концентрированно или менее концентрированно, образуя видимый на просвет рисунок. «Искусственные» водяные знаки наносятся на готовую сухую бумагу путем пропускания ее через валы с соответствующими рельефными рисунками. При этом происходит тиснение или иначе уплотнение слоя бумаги в местах соприкосновения с выступающими частями вала, при этом количество волокон на единицу поверхности не меняется. «Искусственные» водяные знаки отличаются резко очерченными краями рисунка. Способ, позволяющий отличить «настоящие» водяные знаки от «искусственных», состоит в следующем: при погружении исследуемого объекта в 2-3%-ный раствор едкого натра «настоящие» водяные знаки становятся более четкими, а «искусственные» исчезают вследствие разбухания волокон целлюлозы.

В отличие от подлинных, имитированные водяные знаки выполняются путем печатания композицией, придающей бумаге высокую прозрачность (например, маслами или лаками), или, наоборот, непрозрачность (в виде односторонней надпечатки) при нанесении на бумагу краской едва заметного рисунка (тонового или абрисного) и т.д. Такие имитации обнаруживают при исследовании бумаги при различных режимах освещения.

Однотоновые водяные знаки подделывают путем удаления слоя бумаги острым инструментом (бритвой, скальпелем и т.д.). В этих местах бумага истончается, становится прозрачной и более светлой, чем остальной фон. При микроскопическом исследовании в косо падающем свете наблюдается взъерошенность волокон и потеря глянца бумаги.

Затененные водяные знаки имитируют склеиванием двух тонких листов. На внутреннюю сторону одного из них наносят краской или простым графитным карандашом какое-либо изображение. На просвет такая имитация водяного знака выглядит более темной. Для выявления имитации водяного знака кромку исследуемого документа изучают при помощи микроскопа и отмечают наличие склейки в виде линии раздела. По возможности склеенные листы разделяют для обнаружения рисунка водяного знака.

Исследование водяных знаков можно совместить с определением люминесценции бумаги под действием фильтрованного ультрафиолетового излучения. Люминесценция имитированного водяного знака отличается по цвету и интенсивности от люминесценции остальной бумаги.

Наряду с основным методом исследования водяных знаков — методом изучения в проходящем свете, в настоящее время используется метод выявления водяных знаков и их имитации — радиография.

7. Определение структуры поверхности.

Нижняя сторона бумаги на бумагоделательной машине, соприкасаясь с сеткой, достаточно отчетливо отображает ее рисунок и поэтому называется сеточной. Верхняя сторона называется лицевой и является более плотной и менее капиллярной, чем сеточная.

На поверхности большинства сортов бумаги строение сетки настолько четко отображается, что ее сеточная сторона определяется при осмотре невооруженным глазом: для этого достаточно согнуть бумагу и сравнить обе поверхности при боковом освещении.

В случае когда поверхность бумаги подвергалась лощению, для определения сеточной стороны используют один из следующих методов:

• лист бумаги перегибают и сравнивают при косопадающем освещении его стороны;

• лист бумаги смачивают водой и после ее впитывания производят сравнение сторон. После смачивания бумаги водой или разбавленным раствором едкого натра бумага разрыхляется и уничтожается сглаживающее действие каландрирования.

С помощью микроскопа при увеличении 6-12^? можно изучать строение и плотность сетки, а также ее дефекты.

8. Определение состава бумаги по волокну.

Определение волокнистого состава бумаги и картона является одним из важнейших испытаний, необходимых для сравнительного исследования. В зависимости от назначения бумага имеет различный состав (композицию) по волокну. Одни сорта бумаги состоят из смеси тряпичных и целлюлозных волокон, другие — из 100 % целлюлозы, третьи — из смеси целлюлозы и древесной массы и т.д.

По своему происхождению волокна, образующие композицию бумаги, подразделяются следующим образом:

Тряпичная полумасса.

А. Волокна растительного происхождения:

• волокна семенных волосков (хлопок, ваточник и др.);

• лубяные волокна (лен, пенька, джут и др.);

• волокна листового происхождения (манильская пенька, новозеландский лен и др.).

Б. Волокна животного происхождения:

• шерсть разных животных;

• сорта натурального шелка.

Целлюлоза.

А. Целлюлоза, получаемая из древесины многолетних растений:

• целлюлоза из древесины деревьев хвойных пород (ель, сосна и др.);

• целлюлоза из древесины лиственных пород (осина, тополь, береза и др.).

Б. Целлюлоза, получаемая из однолетних растений:

• целлюлоза из соломы злаков, тростника и камыша (рожь, пшеница, овес, речной тростник, камыш и др.);

• целлюлоза из других растений (льняная и пеньковая костра, хлопчатник и др.).

Древесная и соломенная масса.

A. Белая и белимая древесная масса.

Б. Бурая и химическая древесная масса.

B. Соломенная и тростниковая масса.

Прочие волокнистые материалы: (кожа, асбест, торф, стекло, синтетические волокна).

Исследование волокнистых компонентов бумаги производится путем микроскопического изучения приготовленных из нее препаратов. При этом устанавливается композиция бумаги по волокну, помол волокна, вид целлюлозы или древесной массы, степень проварки и отбелки целлюлозы, отмечается количественное соотношение различных волокон.

Для приготовления препаратов берутся соскобы волокна с различных участков бумаги, помещаются на предметное стекло в каплю дистиллированной воды, разделяются на отдельные волоконца с помощью препаровальных игл и накрываются покровным стеклом. Если возникает необходимость окрасить препарат соответствующим реактивом, то волокна предварительно осушают промаканием фильтровальной бумагой, обрабатывают 3-4 каплями реактива, вновь равномерно распределяют и накрывают покровным стеклом Избыток реактива необходимо удалить при помощи фильтровальной бумаги.

Количественное соотношение волокон, входящих в композицию бумаги, определяется путем микроскопического исследования препаратов. Препараты изучаются в нескольких направлениях при малых увеличениях (не выше 56^?). Волокна подсчитываются или по методу счета или по методу точек. В первом случае определяется число волокон, находящихся в поле зрения микроскопа, а во втором — число волокон, пересекающих определенную линию в поле зрения микроскопа.

Вид волокнистых компонентов определяется по морфологическому строению и результатам микрохимических реакций — обработке волокон специальными реактивами, окрашивающими волокна в зависимости от их состава в различные цвета (в частности, реактивом хлор-цинк-йод). Метод окрашивания реактивом хлор-цинк-йод является основным и регламентируется ГОСТ).

Реактивом хлор-цинк-йод волокна окрашиваются в цвета, указанные в табл. 14.

Таблица 14. Окрашивание волокон бумаги реактивом хлор-цинк-йод

Наименование волокна
Цвет волокна при воздействии реактива хлор-цинк-йод

Тряпичная полумасса:
 

а) хлопок, лен
Винно-красный

б) небеленый джут, кенаф
Коричнево-желтый

в) шерстяные волокна
Желто-зеленый

Целлюлоза
 

а) целлюлоза древестная
Сине-фиолетовый — в зависимости от степени проварки (чем выше степень проварки и отбелки, тем чище фиолетовый оттенок)

б) целлюлоза соломенная
Синий

Древесная масса
 

а) белая древесная масса
Желто-оранжевый (масса из лиственных пород имеет зеленоватый оттенок)

б) белимая древесная масса
Лимонно-желтый с зеленоватым оттенком

в) бурая и химическая древесная масса
Почти коричневый в зависимости от степени пропарки

Соломенная масса
Пестрая окраска, участки желтые, коричневые (местами может быть зеленой и даже фиолетовой)

Морфологическое строение волокнистых материалов.

1. Целлюлоза.

A. Целлюлоза из деревьев хвойных пород характеризуется наличием широких лентовидных, длинных волокон с окаймленными порами.

Б. Целлюлоза из лиственных пород деревьев характеризуется наличием сосудов с мелкими порами.

B. Целлюлоза из соломы характеризуется наличием эпителиальных клеток пилообразно-зазубренной формы и паренхимных клеток огуречной формы.

2. Древесная масса.

А. Белая и белимая древесная масса характеризуется наличием сердцевинных лучей, направленных перпендикулярно к волокнам и образующим подобие решеток.

Б. Бурая и химическая древесная масса по своему строению приближается к целлюлозе и состоит из отдельных длинных волокон, соединенных в пучки.

3. Соломенная масса.

Соломенная масса в отличие от соломенной целлюлозы содержит большее количество зазубренных эпителиальных клеток. Часто эти клетки в бумаге соединены в широкие ленты.

9. Определение характера помола.

По степени разработанности различают очень жирный, жирный и тощий помолы, по длине — длинный, средний, короткий.

Определение степени помола волокнистых компонентов производят микроскопическим исследованием при 75-80^? увеличении. При этом вид помола характеризуется следующими признаками:

• волокна тощего помола — не расщеплены на фибриллы;

• волокна жирного помола — расщеплены на фибриллы;

• волокна очень жирного помола — доведены до слизи;

• волокна длинного помола — занимают по длине больше, чем одно поле зрения;

• волокна среднего помола — занимают 1/2-2/3 поля зрения;

• волокна короткого помола — занимают 1/4 поля зрения.

10. Определение степени отбелки целлюлозы.

В основе метода определения степени отбелки целлюлозы лежит последовательное окрашивание препаратов из бумаги растворами красителей малахитовой зелени и основного фуксина. Для этого волокна помещают на предметное стекло и обрабатывают 2%-ным водным раствором малахитового зеленого красителя. Затем препарат нагревается, несколько раз промывается дистиллированной водой и высушивается. Высушенные волокна обрабатывают 1%-ным водным раствором основного фуксина. Затем волокна промывают водой, подкисленной соляной кислотой. Обработанные таким образом волокна распределяют в капле воды, накрывают покровным стеклом и исследуют под микроскопом. В результате:

• хорошо отбеленная целлюлоза — не окрашивается;

• плохо отбеленная целлюлоза — имеет слабо-розовую окраску;

• небеленая целлюлоза — красный цвет, иногда с фиолетовым оттенком;

• древесная масса — сине-зеленую окраску.

11. Определение механических свойств.

К механическим свойствам бумаги относится способность материала сопротивляться механическим усилиям (разрыву, излому, продавливанию, раздиранию, скручиванию), упругость, влагопрочность, потеря прочности при нагревании. Их определение производится в производственных лабораториях с использованием специального оборудования и с соблюдением требований соответствующих ГОСТ.

При криминалистическом исследовании бумаги провести определение механических свойств в абсолютных единицах не всегда представляется возможным из-за ограниченного количества исследуемого материала. Если же по характеру экспертизы требуется установить механические свойства сравниваемых образцов бумаги, а количество и качество ее позволяет это сделать, то соответствующие исследования следует проводить в специальных производственных лабораториях.

12. Определение зольности.

Для определения зольности исследуемый образец размером не менее 10 ? 10 мм высушивают в сушильном шкафу до постоянного значения массы, а затем озоляют в муфельной печи в течение 20 минут при температуре 800 °C. Полученный остаток, состоящий из минеральных веществ, снова взвешивается. По разности в значении массы вычисляется зольность бумаги, выражающаяся в процентах. Расчет проводят по формуле:

З = (М₄ — М₃) / (М₂ — M₃) · 100,

где З — зольность, %; M₁ — масса тигля до высушивания бумаги, г; М₂ — масса тигля с воздушно-сухой бумагой, г; М₃ — масса тигля без золы, г; М₄ — масса тигля с золой, г.

13. Определение вида и степени проклейки.

При установлении вида проклеивающего вещества проводится исследование на канифоль (смоляные кислоты), крахмал, животный и казеиновый клей, парафин, вискозу, синтетические смолы с использованием специфических реакций. Методики определения различных видов проклейки (канифольной, крахмальной, вискозной, парафиновой, животной и т.д.) достаточно подробно изложены в специальной литературе.

Степень проклейки является одним из важных признаков при сравнительном исследовании бумаги. Для определения этого показателя стандартом предусмотрены два метода — штриховой и сухого индикатора. Сущность штрихового метода заключается в следующем: на поверхность исследуемых образцов бумаги наносят при помощи рейсфедера специальными чернилами (состав чернил определен ТУ 6-15-643-82 с изм. № 1) ряд последовательно утолщающихся штрихов. Ширина этих штрихов последовательно увеличивается на 0,25 мм. Степень проклейки испытуемого материала в данном случае будет выражаться шириной линии в миллиметрах, предшествующей той, у которой чернила расплылись по краям штриха или проникли в виде точек на оборотную сторону листа бумаги. Другая модификация данного метода предусматривает использование перьев типа «редис».

Определение степени проклейки бумаги методом сухого индикатора основано на измерении времени прохождения воды через толщу бумаги, фиксируемого в момент изменения окраски помещенного на ее поверхность индикатора (9 частей сахарной пудры, 1 часть крахмала, 0,2 части красителя Основного фиолетового К), увлажненного прошедшей водой. Для этого необходимо иметь по пять образцов бумаги от каждого исследуемого листа. Степень проклейки D (с/мм) вычисляется по формуле: D = t/h (где t — время, с; h — толщина бумаги, мм). Результат испытания выражают средним арифметическим пяти определений.

Определить степень проклейки бумаги при сравнительном исследовании можно также по скорости впитывания капли воды или раствора какого-либо красителя. При этом на разные участки одного листа бумаги (в случаях возможного локального нарушения проклейки, например при вытравливании отдельных реквизитов документа), либо на разные листы бумаги наносятся одинаковые капли воды или водного раствора красителя и фиксируется время их впитывания. Одинаковое время впитывания свидетельствует об одинаковой степени проклейки бумаги. Если же время впитывания различно, то степень проклейки бумаги в местах с меньшим временем будет ниже.

14, 15. Определение вида оптического отбеливателя и элементного состава бумаги, как правило, проводят эксперты криминалисты-материаловеды.

При сравнительном исследовании бумаги изучаются не только ее физико-химические, оптические и другие свойства, но и проводится анализ признаков изделия (формат, линовка, краевое сечение, способ крепления листов и др.). Эти признаки изучаются до проведения исследования бумаги по вышеприведенной схеме.

Листы бумаги, разрезанные в процессе ее изготовления или при выработке изделий из нее, могут не иметь строго прямоугольной формы, и нередко наблюдаются отклонения размеров от установленных. Одинаковое ярко выраженное отклонение формата сравниваемых листов бумаги от стандарта свидетельствует о том, что они резались одинаковым образом и одновременно.

При изучении линий линовки обращают внимание на расположение их на лицевой или сеточной сторонах листа относительно друг друга и относительно краевого сечения листа, на характер строения линий, расстояние между ними, интенсивность и цвет линовки. Для вывода о тождестве необходимо исследовать дефекты линовки и закономерности их размещения. Дефектами линовки являются: нарушение параллельности линий линовки, неравномерность промежутков между линиями, наличие разрывов и утолщений линий.

При изучении краевого сечения листа могут наблюдаться признаки, свидетельствующие о повреждении лезвия резака (зазубрины, изгибы и т.д.). Одинаковый микрорельеф краевого сечения у двух сравниваемых листов подтверждает, что они были разрезаны одним и тем же режущим приспособлением (соответствующее исследование проводится в рамках комплексной экспертизы экспертом-трасологом).

Исследование картона проводится по той же методической схеме, что и исследование бумаги. Отличие состоит лишь в том, что у картона анализируется каждый слой отдельно.