Криминалистическое исследование повреждений пленочных материалов одежды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский институт управления - филиал РАНХиГС

Криминалистическое исследование повреждений пленочных материалов одежды (часть 1)

Андрей Владиславович Кочубей

Волгоград, Россия

Аннотация

Основными факторами, определяющими характер повреждения, являются вид орудия, которым оно причинено, и механизм его действия. Для пленочных материалов не менее важен вид самого материала. В связи с тем, что участки с различными надмолекулярными структурами расположены в пле- ночном материале (полимере) хаотично, линия разрыва пленочного материала представляет собой извилистую линию с различной степенью растянутости - величиной остаточной деформации. Сочетание в искусственной коже пленочно- го и тканого материалов приводит к тому, что при ее разрыве жесткое сцепле- ние пленки на тканой основе не дает возможности растягиваться до возможных в свободном состоянии значений. При наложении материала по линии разрыва нижний, тканый, слой совмещается, на верхнем, полимерном, наблюдается не- большой «плюс» материала. Решение диагностической задачи по установле- нию направления действия приложенной силы возможно только с некоторой степенью вероятности. Если разрыв на пленочном материале и искусственной коже произошел за счет зажима материала, например плоскогубцами, с после- дующим его поступательным движением, то на пленочном материале и искус- ственной коже отображаются внешние признаки рабочих поверхностей. Это по- зволяет решать не только диагностические, но и идентификационные задачи при наличии орудия или инструмента.

Ключевые слова: пленочные материалы одежды, разрыв, остаточная деформация, решение диагностических и идентификационных задач, направления приложения разрывающего усилия

Abstract

FORENSIC EXAMINATIONS OF THE DAMAGE TO THE FILM MATERIALS OF CLOTHING (PART 1)

Andrey Vladislavovich Kochubey

Volgograd Institute of Management of the RANEPA, Volgograd, Russia

The main factors determining the nature of the damage are the type of weapon that caused it and the mechanism of its action. For film materials, the type of the material itself is no less important. Due to the fact that the sites with different supramolecular structures are located in the film material (polymer) chaotically, the tear line of the film material is a sinuous line with varying degrees of elongation - the amount of residual deformation. The combination of film and woven materials in artifi- cial leather leads to the fact that when it breaks, the rigid adhesion of the woven- based film does not allow it to stretch to the values possible in the free state. When the material is applied along the rupture line, the lower, woven layer is combined, on the upper, polymer, there is a small "plus" of the material. When solving the diag- nostic task of determining the direction of action of the applied force, it is possible only with a certain degree of probability. If the rupture on the film material and artificial leather occurred due to the clamping of the material, for example, with pliers, followed by its translational movement, then the external signs of the working surfaces are dis- played on the film material and on the artificial leather. This makes it possible to solve not only diagnostic, but also identification tasks in the presence of a tool or tool.

Keywords: film materials of clothing, rupture, residual deformation, solution of diagnostic and identification tasks, directions of application of tearing force

Несмотря на широкую распространенность пленочных материалов и замени- телей кожи в производстве различных видов одежды, анализу морфологических признаков повреждений на них, к сожалению, в криминалистической литературе уделено весьма ограниченное внимание1. В связи с этим основные данные, представленные в работе, основаны на собственных экспериментах и анализе их результатов.

Так же как и для волокнистых материалов (ткани, трикотажа и нетканых ма- териалов), основными факторами, определяющими характер повреждения, ос- таются вид орудия, которым оно причинено, и механизм его действия: колющие орудия - колотые повреждения; режущие орудия - резаные или колото-резаные повреждения; рубящие орудия - рубленые повреждения и т. д.

Для пленочных материалов не менее важным является вид самого материа- ла: прочность, эластичность, наличие подложки или армирования. Способность материала к растяжению, выраженность противодействия ударам или разрыву могут существенно отличаться в зависимости от направления воздействия и определяются, в первую очередь, надмолекулярной структурой пленкообра- зующего полимера. Таким образом, дифференцировать повреждения на пле- ночных материалах целесообразно как по виду повреждающего воздействия, так и по материалу одежды. Как нам представляется, в основу построения рас- сматриваемой системы должны быть положены классификация пленочных ма- териалов и виды повреждений, традиционно принятые в трасологии. Подобная система признаков необходима при решении экспертных задач по установлению вида следообразующего объекта и его характеристик, если на экспертизу не представлено предполагаемое орудие1. В этом случае эксперт вправе сопос- тавить признаки, выявленные в исследуемом объекте, с признаками, характер- ными для каждого рода повреждений на различных пленочных материалах, и прийти к выводу о возможном его виде.

В случае предоставления на экспертизу предполагаемого орудия при реше- нии идентификационного вопроса необходимо учитывать механизм следообра- зования, который в некоторых случаях может привести к различиям в признаках, отобразившихся в следе и экспериментальных повреждениях. пленочный материал кожа

Пленочные материалы, идущие на изготовление одежды, разнообразны по своему происхождению, способу изготовления, толщине, окраске и другим свойствам, имеется и несколько типов соединения элементов между собой. Все это приводит к разнообразию признаков, формирующихся индивидуально для каждого вида повреждений. В качестве экспериментальных объектов - изделий одежды из пленочных материалов нами были использованы пленки ПВХ, из ко- торых изготавливают, например, плащи-дождевики; дерматин на тканой основе; экокожу на нетканой основе.

Среди повреждений на пленочных материалах с точки зрения их криминали- стического исследования самыми интересными, на наш взгляд, являются раз- рывы, так как для них характерны наибольшие отличия от всех остальных мате- риалов одежды и повреждений на них и широкое варьирование признаков, оп- ределяющееся многими факторами.

Кроме того, пленочные материалы представляют собой сложную систему взаимопереплетенных макромолекул, формирующих надмолекулярную струк- туру, которая существенно влияет на возможность их перемещения относи- тельно друг друга при воздействии растягивающих механических нагрузок, при- водящих к разрыву2 (рис. 1).

Рис. 1. Надмолекулярная структура (взаиморасположение макромолекул) в полимерах

Для полимеров (пленочных материалов) характерен эффект растяжения, так как аморфная структура не предполагает прочной связи между макромолекула- ми, которые имеют возможность перемещаться относительно друг друга при приложении нагрузок.

При силах, действующих на разрыв, линиями наименьшего сопротивления в пленочных материалах являются линии между параллельно расположенными макромолекулами. Это приводит к тому, что в этих зонах макромолекулы спо- собны перемещаться относительно друг друга на значительное расстояние при минимальных нагрузках. Такое перемещение является не чем иным, как де- формацией материала, которая при достижении определенного значения пере- ходит в необратимую. При приложении усилия выше допустимого значения на разрыв материал разрушается (рвется), необратимая деформация сохраня- ется, пленка остается в растянутом состоянии. Если при совмещении линий разрыва они не совпадают, то наблюдается эффект «плюс» материала - нало- жение растянутых участков.

В зонах с взаимопереплетенными молекулами их перемещение относитель- но друг друга под действием приложенной силы затруднено, а следовательно, величина как обратимой, так и необратимой деформации материала сущест- венно уменьшается. После разрыва на этих участках величина необратимой деформации или присутствует в виде незначительных по размерам зонах, или полностью отсутствует, т. е. при совмещении по линии разрыва также происхо- дит наложение, но в значительно меньшей степени в сравнении с участками с параллельно расположенными молекулами.

В связи с тем, что участки с различными надмолекулярными структурами расположены в материале хаотично, материал в целом не обладает однород- ностью и сопротивление разрыву в каждой точке отличается по своему абсо- лютному значению и направлению без какой-либо закономерности. Это приво- дит к тому, что линия разрыва пленочного материала представляет собой изви- листую линию с различной степенью растянутости - величиной остаточной деформации (рис. 2).

Рис. 2. Наложение линий разрыва пленочного материала (разрыв пленочного материала осуществлен руками от края)

Разрыв пленочного материала может происходить по одной линии или двум в зависимости от характера приложенного усилия. По одной линии материал разрывается, если орудие, его причиняющее, начинает свое воздействие от края материала. Второй механизм разрыва по одной линии - разрывающее усилие действует в двух взаимопараллельных противоположных направлениях, например, при разрыве руками.

По двум линиям разрыв происходит при зацепе орудия за материал и его пе- ремещении вдоль поверхности под некоторым углом к ней. Это может быть шляпка гвоздя, плоскогубцы и др.

В зависимости от угла направления действия приложенной силы к поверхно- сти материала будут различны углы между линиями разрыва. Вектор силы, дей- ствующей на материал при разрыве, можно разложить на два: первый действу- ет параллельно поверхности, второй - перпендикулярно ей (рис. 3). В результа- те такого воздействия формируется разрыв в виде угла, величина которого зависит от соотношения углов между параллельным и перпендикулярным век- торами и, соответственно, их абсолютных значений.

Рис. 3. Направление действия силы на разрыв материала: F - вектор приложения силы; 1 - вертикальная составляющая вектора силы; 2 - горизонтальная составляющая вектора силы

Для разных видов пленочных материалов одно и то же соотношение векто- ров приводит к образованию различных углов, но при их равенстве, когда сум- марная сила направлена под углом, близким к 45°, для большинства из них угол разрыва также составляет примерно 45° (рис. 4).

Рис. 4. Образование разрыва пленочного материала в 45° при приложении разрывающей силы под углом 45°

Следует подчеркнуть, что соотношение векторов определяет не абсолютное значение угла разрыва, а лишь его относительную величину: будет ли он больше или меньше 45°. Если сила на разрыв действует под углом больше 45°, то и угол разрыва составляет величину больше 45°; если угол укладывается в интервал от 0 до 45°, то угол повреждения также находится в этих пределах (рис. 5).

Рис. 5. Углы разрывов пленочного материала: а - угол действия силы больше 45°; б - угол действия силы меньше 45°.

Разрыв произведен с использованием плоскогубцев

Такое соотношение определяется энергетическими факторами. Любая сис- тема, любое действие и любое состояние системы стремятся к минимуму энер- гии. Минимум энергии при разрыве определяется длиной линии разрыва: чем она меньше, тем меньше затраты энергии на ее образование. С другой сторо- ны, минимальная длина - разрыв по прямой линии, но такой разрыв не может сформироваться, учитывая механизм образования этого повреждения - на- правление вектора разрывающей силы и зон внутри материала с наименьшим сопротивлением на разрыв. Подобная линия определяется внутренним строе- нием полимера и стремится проходить по зонам с преимущественно парал- лельным взаиморасположением макромолекул.

Несколько иная картина морфологии разрыва формируется при его дости- жении линии скрепления элементов одежды. Самый распространенный способ скрепления - сварочный. Это имеет значение с той точки зрения, что при склеи- вании прочность шва определяется не энергией адгезии между материалом и клеем, как в случае склеивания, а энергией когезии, т. е. в месте склеивания она не больше и не меньше, а практически равна по прочности самому мате- риалу. Абсолютное значение прочности шва - величина незначительно мень- шая удвоенной прочности материала, так как его толщина почти удваивается. Незначительное уменьшение связано с некоторым взаимопроникновением ма- териалов двух сваренных элементов при их сжатии в частично расплавленном состоянии и, соответственно, образованием несколько меньшей толщины по сравнению с арифметически удвоенной.

По достижении линии разрыва линии соединения она меняет свое направле- ние и продолжает распространяться по шву. Угол разрыва уменьшается, как и энергия, требующаяся на разрыв, а линия разрыва приобретает излом. Экс- перименты проводились с использованием безмена (рис. 6).

Форма разрыва пленочного материала позволяет решить диагностическую задачу по установлению направления действия силы. Если разрыв представля- ет собой одну линию, это однозначно свидетельствует о том, что данная линия совпадает с линией приложения силы. Если на пленочном материале есть угло- вой разрыв, то направление действия силы совпадает с биссектрисой угла.

Рис. 6. Разрыв пленочного материала после достижения линии шва

В отличие от разрыва чисто пленочных материалов, который определяется физико-механическими характеристиками полимера, на разрыв искусственной кожи существенное влияние оказывает вид основы: трикотаж, ткань, нетканое полотно. Оба материала (полимер и основа) привносят свои особенности в этот процесс, а точнее, каждый из них разрушается с учетом влияния механизма разрушения другого, в отличие от сопротивления разрушению, проходящему по собственному сценарию. Соответственно формируется морфология разрыва, отличная как от морфологии разрыва чистого материала основы, так и от мор- фологии разрыва пленочного материала.

По экономическим, эстетическим и гигиеническим соображениям наиболь- шее распространение получили искусственные кожи с основой из ткани и нетка- ных материалов.

Если в качестве основы использована ткань, то механизм разрыва, по наше- му мнению, представляется следующим образом: в отдельности ткань, матери- ал основы, рвется по линиям утка и (или) основы, а полимер - по линии наи- меньшего сопротивления, определяющегося его надмолекулярной структурой.

Угол между утком и основой в тканях, как правило, близок к 90°. По этому уг- лу ткань и рвется1. Для пленочного материала, который находится на поверхно- сти, а иногда и в объеме ткани, эти углы могут быть самыми разными и варьи- роваться в широких пределах, что затрудняет классический разрыв ткани, но не изменяет его. В противном случае разрыв должен был бы проходить меж- ду линиями утка и основы, т. е. по двум и более нитям, что, конечно, энергети- чески невыгодно.

Если разрыв искусственной кожи происходит по одной линии, то энергетиче- ские затраты, а следовательно, механизм определяются направлением дейст- вия силы. Если сила приложена по линии, совпадающей или близкой к направ- лению нитей утка или основы, то линия разрыва достаточно проста - она пред- ставляет собой линию, близкую к прямой.

Для каждого слоя искусственной кожи индивидуальные признаки разрыва в основном сохраняются, но в несколько трансформированном виде. Для тканой основы это относительно ровные края разрыва, свободные концы нитей в повреждении находятся преимущественно на одном уровне и слегка изогнуты в сторону направления разрыва. Кроме того, отдельные свободные концы нитей иногда оказываются несколько длиннее. При совмещении краев разрыва они, как правило, совпадают, без образования «минуса» ткани1. Для полимерного слоя характерна изогнутая и несколько растянутая линия разрыва. При наложе- нии краев наблюдается «плюс» материала.

Сочетание обоих материалов в искусственной коже приводит к тому, что при ее разрыве жесткое сцепление пленки на тканой основе не дает возможности растягиваться до возможных в свободном состоянии значений. В результате величина остаточной деформации пленочного слоя существенно снижается: это уменьшение тем больше, чем прочнее скрепление между слоями. Если же энер- гия адгезии невелика, то пленочный слой отрывается (отслаивается) от тканого и оба материала разрываются, не оказывая существенное влияние друг на дру- га. При наложении материала по линии разрыва нижний, тканый, слой совме- щается, на верхнем, полимерном, наблюдается небольшой «плюс» материала (рис. 7).

Рис. 7. Разрыв искусственной кожи по направлению приложения усилия, близкому к линии утка. Разрыв проводился руками от края материала, направление приложения усилия перпендикулярно нитям основы

Если приложенная сила направлена по линии, проходящей между нитями утка и основы, то механизм разрыва несколько изменяется.

Разрыв по одной линии происходит следующим образом. До некоторого мо- мента материал рвется по линиям утка или основы (если угол между направле- нием приложения силы и линией утка меньше 45°, то по линии утка, если на- оборот, то по основе) под некоторым углом к направлению действия разры- вающего усилия, однако это противоречит стремлению системы к минимизации энергии. Такой разрыв энергетически невыгоден в первую очередь для поли- мерного слоя в искусственной коже: на это требуются большие ее затраты, так как длина линии разрыва увеличивается по сравнению с разрывом по линии, совпадающей с линией приложения силы.

Увеличение затрат энергии приводит к тому, что при достижении критического значения энергии направление линии разрыва меняется на противоположное. Если разрыв шел по линии утка, то ткань начинает рваться по нитям основы, и наоборот (рис. 8).

Рис. 8. Разрыв искусственной кожи по направлению приложения усилия между нитями утка и основы тканого слоя

Разрыв проводился руками от края материала, направление приложения усилия близкое к 45° между нитями утка и основы

Остаточная деформация полимерного слоя возрастает по мере удлинения разрыва до момента смены направления, после чего уменьшается. Это связано с тем, что каким бы прочным ни было сцепление полимерного и тканого слоев, пленка начинает отслаиваться от ткани и рваться. Данный эффект проявляется в большей степени для искусственной кожи с меньшим значением энергии адге- зии между слоями и практически неощутим для материалов, в которых ткань пропитана полимером. Кроме того, на отслоение влияет прочность пленки на разрыв: чем она прочнее, тем в большей степени «сопротивляется» увели- чению энергии и быстрее поворачивает свою линию разрыва. Чем выше проч- ность пленки, ее сопротивление на разрыв и меньше энергия адгезии между двумя материалами, тем в большей степени реализуется описанный механизм.

Следовательно, установление направления действия приложенной силы при решении диагностической задачи выполнимо только с некоторой степенью ве- роятности. Выбор линии разрыва по утку или основе определяется направлени- ем действия разрывающего усилия: если угол между горизонтальным вектором силы и нитями утка меньше 45°, то материал рвется по нитям утка, если боль- ше, то по нитям основы. Кроме того, в экспертном эксперименте возможно оце- нить степень отслоения полимерного слоя от тканого и сравнить эти величины с размерами на исследуемом разрыве (рис. 9).

Рис. 9. Отслоение полимерного слоя от тканой основы при разрыве искусственной кожи.

Направление приложения силы - между нитями утка и основы тканого слоя Эксперименты проводились по описанной выше методике в направлении приложенного усилия между нитями утка и основы тканой подложки

При разрыве искусственной кожи по двум линиям также реализуется описан- ный механизм, с той разницей, что материал рвется по линиям и утка, и основы, образуя угол, близкий к 90°. Признаки разрыва для каждого слоя сохраняются. Для искусственной кожи на нетканой основе влияние подложки на направление разрыва практически неощутимо. Нетканый слой подложки, в отличие от ткани, может рваться в любом направлении с одинаковым сопротивлением, в этом от- ношении для него нет предпочтений. Однако определенное влияние на сам ме- ханизм разрыва он все же оказывает: нетканый слой препятствует развитию процесса деформации (обратимой и необратимой) полимерного слоя. В резуль- тате искусственная кожа на нетканой основе рвется аналогично пленочному ма- териалу, но с меньшей величиной остаточной деформации, а «плюс материа- ла» выражен в минимальной степени. Вместе с тем при разрыве волокна нетка- ного материала ориентируются в направлении, перпендикулярном линии разрыва, и значительно вытягиваются (рис. 10).

Рис. 10. Линия разрыва искусственной кожи на нетканой основе.

Разрыв проводился руками в произвольном направлении

Если разрыв на пленочном материале и искусственной коже произошел за счет зажима материала, например плоскогубцами, с последующим поступа- тельным движением, то на пленочном материале и искусственной коже отобра- жаются внешние признаки рабочих поверхностей (рис. 11). Это позволяет ре- шать не только диагностические, но и идентификационные задачи при наличии орудия или инструмента.

Рис. 11. Следы рабочих поверхностей плоскогубцев (а) на искусственной коже (б)

Повреждения на пленочных материалах целесообразно дифференцировать как по виду повреждающего воздействия, так и материалу одежды. Подобная система признаков необходима при решении экспертных задач по установле- нию вида следообразующего объекта и его характеристик, если на экспертизу не представлено предполагаемое орудие. В этой ситуации эксперт вправе со- поставить признаки, выявленные в исследуемом объекте, с признаками, харак- терными для различного рода повреждений на различных пленочных материа- лах, и прийти к выводу о возможном его виде.

В случае представления на экспертизу предполагаемого орудия при реше- нии идентификационного вопроса необходимо учитывать механизм следообра- зования, который в некоторых случаях приводит к некоторым различиям в при- знаках, отобразившихся в следе и экспериментальных повреждениях.

Таким образом, в ходе экспертного исследования разрывов пленочных мате- риалов одежды возможно решение диагностических задач по установлению на- правления приложения силы, приведшей к разрыву, а также вида орудия, его причинившего.

Размещено на Allbest.ru