2.1. 재료

글리터 전사(lifting)에 사용한 테이프는 스카치^™ 포장용 테이프(투명, 48 mm × 50 m, 한국 3M 주식회사)를 사용하였으며, 표면을 전사한 테이프는 OHP TRANSPARENCY FILM A4 (210 mm × 297 mm, SAEHAN INDUSTRIES)에 부착하였다.

2.2. 장비

입체현미경은 Leica M80 stereomicroscope를, 편광 현미경은 Guangzhou Sinosource Trade Co., Ltd BM2100POL을 사용하였다. 적외선 분광광도계는 Thermo Scientific 사의 Nicolet iN10을 사용하였다. 표준품 library는 Aldrich Polymer Library(표준품 스펙트럼 수 = 275개), HR Aldrich Polymer Library(표준품 스펙트럼 수 = 446개), Coating Technologe Library (표준품 스펙트럼 수 = 2,507), HR Hummel Polymer and Additives Library (표준품 스펙트럼 수 = 2,011개), HR Industrial Coatings Library (표준품 스펙트럼 수 = 1,961개), HR Polymers and Plastcizers Library (표준품 스펙트럼 수 = 1,799개), Hummel Polymer Sample Library (표준품 스펙트럼 수 = 53개)를 사용하였다. 이렇게 검색한 표준품의 수는 모두 9,052개이다.

2.3. 채취대상 및 방법

피전사체로서 ∆∆대학교 00 강의동 16개 강의실에 비치된 나무의자 1,000개를 선정하였고, 의자 사용자가 정상적인 자세로 앉았을 때 접촉할 수 있는 (엉덩이와 등) 부분을 테이프를 이용하여 전사하여 글리터를 채취하였다. 의자를 전사한 테이프는 OHP TRANSPARENCY FILM에 부착하여 현미경을 통한 관찰이 용이하게 함과 동시에 추가적인 오염으로부터 보호하였다. 접착테이프와 OHP 필름은 정전기 등에 의한 오염을 방지하기 위해 전사하기 직전에 꺼내어 사용하였다. 채취 시작부터 종료까지 걸린 기간은 2개월이었다.

2.4. 전사한 테이프의 처리

의자를 전사한 테이프를 부착시킨 OHP 필름을 깨끗한 실험테이블에 펼쳐 놓고 입체현미경을 이용해 10배~40배로 관찰하며 글리터를 검색하였다. 발견된 글리터는 Leica Application Suit Version 3.8.0 (Build : 878) 소프트웨어를 이용해 크기를 측정하고 이미지로 저장하였다.

이 작업이 끝난 글리터는 핀셋을 이용해 테이프 접착면에서 분리하여 슬라이드글라스에 올려놓고 현미경으로 100~400배로 확대하여 글리터를 구성하는 층의 수 및 두께를 관찰하고 홀로그램을 만들기 위해 새긴 미세홈이 있는지 확인하였으며, 글리터를 재단할 때 생긴 특이흔이 있는지 확인하였다.

현미경관찰 및 촬영작업이 끝난 글리터는 ethyl alcohol을 묻힌 면봉으로 2-3회 가볍게 문질러 표면에 부착된 불순물을 제거한 후 IR microscope 용 gold plate에 옮겨 반사(reflectance) mode로 적외선흡수스펙트럼을 얻었다.

3.1. 글리터의 분포

의자를 전사한 테이프를 입체현미경으로 관찰한 결과 채취 대상으로 삼은 16개 강의실에 비치된 1,000개의 의자 중 11개 강의실에 비치된 11개의 의자에서 12점의 글리터를 확인할 수 있었다. 글리터가 발견된 의자에는 ‘01’부터 ‘11’까지의 번호를 부여하여 글리터를 구분하였다. 08번 의자를 전사한 테이프에서는 두 점의 글리터가 발견되어 08-1 글리터와 08-2 글리터로 구분하였고 08번 이외의 의자에서는 1점씩의 글리터가 발견되었다. 그리고 한 강의실에서 글리터가 부착되어 있는 의자는 하나 이상 발견되지 않았다.

Fig. 1은 08번 의자를 전사한 테이프를 아무런 처리를 하지 않고 입체현미경으로 촬영한 사진이다. 사진을 보면 08-1번과 08-2번 글리터는 서로 인접해서 의자에 부착되어 있다가 일시에 테이프로 전사된 것을 알 수 있고 이는 두 글리터가 동일물체에서 동시에 탈락된 것이라는 것을 암시한다. 또한 두 글리터의 외관이 차이가 없으며(Table 1) 성분이 동일한(Table 2) 점도 두 글리터가 동일물체에서 동시에 탈락되어 의자에 부착되어 있었다는 정황을 뒷받침해준다. 따라서 향후 결과를 처리할 때에는 08-1번과 08-2번 글리터 2 점은 한 종의 글리터로 간주하고 처리하였다.

Fig. 1.

Microscopic image of two glitters transferred from the # 8 chair to the adhesive tape surface.

Table1.

The width, length, thickness and color of recovered glitters

Table2.

A summary of glitter coating material based on the FTIR spectra interpretation

3.2. 글리터의 외관비교

현미경을 이용해 발견한 글리터의 모양, 크기, 두께, 특이흔의 존재여부 및 색상을 판단하였다. Fig. 2는 발견된 글리터 12점(11종)의 양 면과 옆면을 입체현미경으로 각각 100배, 200배 확대하여 촬영한 사진이다. 편의 상 글리터의 한쪽 면을 A면, 반대면은 B면, 옆면은 C면으로 구분하여 표기하였다. Fig. 2를 보면 04번 의자에서 채취한 글리터는 삼각형, 08번 의자에서 채취한 두 점의 글리터는 사각형모양을 갖고 있고 나머지는 모두 육각형 모양을 갖는 것을 볼 수 있다. 이들 글리터의 크기는 최대 0.49 mm에서 최소 0.05 mm까지 다양하게 나타났고 각 글리터의 직경, 두께 및 색상은 Table 1에 나타내었다.

Fig. 2.

Two side microscopic images of 12 glitters recovered from the 11 separate classroom chairs.

대부분의 글리터는 재단기로 커다란 sheet 형태의 글리터 원지를 원하는 모양으로 재단하여 출고한다. 따라서 글리터 표면에는 재단기 날의 특징적인 흔적이 남아있는 경우가 있다.¹⁴ 11개 의자에서 발견된 글리터 12점을 관찰한 결과 04번을 제외한 모든 글리터에서 재단기 날에 의해 생성된 특징적인 형태가 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 이런 특이형태는 글리터가 증거물로 제시되어 동일한 글리터인지 판단할 때 중요한 고려인자가 될 수 있으므로 사건현장에서 발견되는 글리터의 증거가치가 높다는 것을 다시 한번 확인시켜주는 결과이다.

3.3. 홀로그램의 비교

육안검사 결과 02번과 06번 글리터는 관찰하는 각도에 따라 색상변화가 나타났다. 이는 홀로그램(hologram)이 있는 글리터에서 특징적으로 나타나는 현상으로서 홀로그램을 확인하기 위해 두 글리터를 400배로 확대하여 관찰하였다. 관찰한 결과 홀로그램 용 미세줄무늬가 관찰되었다. 또한 02번과 06번 글리터의 줄무늬의 폭이 동일하게 나타났다. Fig. 3은 이 관찰 결과를 보인 것이다.

Fig. 3.

Surface microstructure of two glitter particles (X400). The photos were taken without mounting medium.

3.4. 적외선흡수스펙트럼의 해석 및 비교

적외선분광광도계를 이용하여 의자에서 채취한 모든 글리터 양쪽 면의 적외선흡수스펙트럼을 측정하였고 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 적외선흡수스펙트럼을 보면 11개 의자에서 발견된 12점의 글리터 중 02번과 06번 글리터, 08-1번과 08-2번 글리터를 제외하고는 A 면과 B면의 적외선흡수스펙트럼이 서로 다르게 나타나 다른 성분으로 코팅된 글리터라는 것을 알 수 있었다. 그러나 02번과 06번 글리터, 08-1번과 08-2번 글리터는 A면과 B면의 적외선흡수스펙트럼이 서로 동일하게 나타나 동일한 성분으로 나타나 서로 동일한 물질로 코팅된 것을 알 수 있다.

Fig. 4.

FTIR spectra of individual glitter particles. Top denotes A surfaces and bottom denotes B surfaces spectra.

글리터 표면 코팅에 사용하는 글리터는 단일 고분자물질로 만드는 경우도 있지만 여러 고분자물질의 공중합체(copolymer)로 만드는 경우도 있다.¹⁷ 단일 고분자물질로 코팅된 경우에는 코팅막의 적외선흡수스펙트럼을 얻은 후 표준품 library에서 일치하는 스펙트럼을 검색해서 그 물질이 어떤 물질인지 알아낼 수 있다. 그러나 코팅막이 공중합체로 되어 있거나 단일 고분자물질이라도 적외선흡수스펙트럼 해석을 방해하는 물질이 첨가되어 있으면 표준품 library에서 검색해도 일치하는 스펙트럼을 찾지 못해 그 성분을 정확히 알 수 없고 단지 fingerprint 영역에서 나타나는 흡수 band를 통해 어떤 물질이 포함되어 있는지 추정하는데 그칠 수도 있다. 글리터 12점의 A면과 B면에서 얻은 적외선흡수스펙트럼을 표준품 library에 입력된 9,052개의 스펙트럼과 비교한 결과 08번의 A면과 B면은 polyester 수지로 코팅된 것을 알 수 있다. 또한 09번 글리터의 B면도 polyester 수지로 코팅된 것을 알 수 있다. 1번, 2번, 5번, 6번, 7번, 9번, 10번 글리터의 B면 역시 2,700 cm⁻¹~1,900 cm⁻¹ 영역에서 나타나는 interference pattern을 제외하고는 polyester 수지의 특징적인 흡수가 모두 관찰되는 점으로 보아 polyester 수지로 코팅된 것을 알 수 있다. library에 저장된 표준품 스펙트럼과 비교한 결과는 Fig. 5에 보였다.

Fig5.

FTIR spectra of unknown glitters and the standard polyester film. (a) 08A glitter surface, (b) 10B glitter surface, (c) polyester spectrum found from the standard library.

Amide 화합물은 1,650 cm⁻¹와 1,550 cm⁻¹에서 두 개의 흡수 band가,¹⁸ melamine 화합물은 1,550 cm⁻¹와 815 cm⁻¹에서 특징적인 두 개의 흡수 band가,¹⁹ epoxy 수지는 1,510 cm⁻¹과 829 cm⁻¹에서 특징적인 흡수 band가²⁰ 나타난다고 보고되어 있다. 이런 점으로 볼 때 01번 A면은 melamine이 포함된 polyamide 수지로, 02번 A면, 05번 A면, 06번 A면, 07번 A면은 melamine 계열 수지로, 10번 A면은 epoxy 계열 수지와 melamine 계열 수지로 구성된 것을 알 수 있다. 그러나 03번과 04번 글리터의 A와 B면, 09번 글리터의 A면, 11번 글리터의 B면 스펙트럼에서는 작용기의 특징적인 적외선흡수스펙트럼이 나타나지 않아 어떤 물질로 코팅되어 있는지 판독이 불가능했다. 그리고 11번 A면에서는 유기물의 적외선흡수스펙트럼이 나타나지 않는 점으로 보아 고분자물질로 코팅되어 있지 않다는 것을 알 수 있다. 이상의 결과는 Table 2에 정리하였다.

3.5. 적외선흡수스펙트럼으로 계산한 필름의 코팅 두께

반사(reflectance) mode로 필름의 적외선흡수스펙트럼을 측정할 때 필름의 두께가 얇은 경우에는 필름의 적외선흡수스펙트럼에 interference pattern이 나타나고 이 pattern은 필름의 두께와 다음의 관계를 갖는 것으로 알려져 있다.¹⁸

t (cm) = 1/2n × N/(W1 − W2)

여기서 각 기호의 의미는 다음과 같다.

이 식을 이용하여 필름의 두께를 계산하려면 N, W1, W2 및 n 값을 알아야 한다. N, W1, W2는 필름의 적외선흡수스펙트럼을 보고 직접 알 수 있는 값이다. n값은 필름의 성분을 알아야 알 수 있는 값인데 성분은 적외선흡수스펙트럼을 해석하여 알 수 있다. 적외선흡수스펙트럼을 해석한 결과 1번, 2번, 5번, 6번, 7번, 10번 글리터의 B면은 polyester 수지로 코팅되어 있는 것을 알 수 있고(Table 2) polyester 수지는 종류에 따라 1.535~1.710 범위의 굴절률을 갖는 것으로 보고되어 있다.¹⁸ 본 실험에서 채취된 글리터가 어떤 종류의 polyester 수지로 코팅되어 있는지는 알 수 없으므로 문헌에 나타난 굴절률의 최소값과 최대값을 입력하여 두께를 계산하였다. 그 결과 t(두께) 값은 0.002246 cm~0.002017 cm로 계산되었다. 즉 1번, 2번, 5번, 6번, 7번, 10번 글리터의 B면은 20~22 micron 정도의 polyester film으로 코팅되어 있는 것을 알 수 있다. 이 이외의 글리터의 적외선흡수스펙트럼에서는 interference pattern이 명확하게 나타나지 않아 두께계산을 하지 않았다. Fig. 6은 01번 글리터 B면의 필름 두께를 계산한 예를 보인 것이다.

Fig6.

FTIR spectra of unknown glitters and the standard polyester film. (a) 08A glitter surface, (b) 10B glitter surface, (c) polyester spectrum found from the standard library

3.6. 발견된 글리터에 대한 고찰

Glitter를 tape로 전사할 경우 피전사체에 있는 glitter 중 몇 %가 테이프로 전사되는지 밝혀진 연구결과는 발표된 바 없다. 그러나 Salter와 Cook은²¹ 2 cm 길이 모발이 있는 피부에서 섬유를 테이프로 채취했을 때의 채취율이 93.3%라고 발표한 바 있다. 본 실험에서 피전사체로 삼은 의자는 모발이 있는 피부와 달리 표면이 매끈하기 때문에 채취율은 93.3%보다 훨씬 높다고 추정할 수 있고, 따라서 채취 대상으로 삼은 의자에 있는 거의 모든 글리터가 테이프로 전사되었다고 추정할 수 있다.

조사 대상으로 삼은 16개 강의실의 68.8%에 해당하는 11개 강의실에서 글리터가 발견되었다. 또한 조사 대상으로 삼은 의자 1,000점 중 1.1%에 해당하는 11개 의자에서 12점(11종)의 글리터가 발견되었다. 이처럼 많은 글리터가 발견된다는 것은 글리터가 우리 일상생활에 많이 사용되어 사건현장에서 어떤 형태로든 글리터가 발견될 가능성이 대단히 높다는 것을 의미한다.

발견된 11종의 글리터 중 02번 글리터와 06번 글리터는 A면과 B면이 모두 melamine 계열 수지로 코팅되어 있고 그 적외선흡수스펙트럼 또한 동일하다. 또한 모두에서 홀로그램이 관찰되고 현미경으로 관찰했을 때 미세홈의 간격이 동일하게 나타났다. 두 글리터끼리는 약간의 크기 차이가 있고(Table 2 참조) 모양이 다소 다르기는 하지만(Fig. 1 참조) 글리터를 제조할 때에는 커다란 글리터 sheet를 원하는 모양으로 잘게 잘라 만들기 때문에 동일한 생산라인에서 생산된 글리터끼리라도 크기나 모양의 차이가 있을 수 있다는 점을 고려하면 두 글리터는 동일한 생산라인에서 생산된 것일 가능성이 있다고 추정할 수 있다. 동일한 글리터가 다른 강의실 의자에서 발견된 결과를 해석하기 위해 어떤 학생이 강의실을 이용했는지 추적하였다. 추적 결과 02와 06번 글리터가 발견된 강의실은 동일학과 동일 학년을 대상으로 개설된 강의가 진행되는 강의실로 밝혀졌다. 이 점으로 미루어 02와 06번 글리터는 동일인이 각기 다른 강의실에 탈락시킨 것이거나, 한 사람이 탈락시킨 것이 다른 사람에 의해 2차전이(secondary transfer)된 것이라고 생각할 수 있다. 그러나 추가정보가 없어 출처에 대한 더 이상의 추정은 불가능하다. 이것은 독립된 강의실이라 할지라도 동일수업을 수강하는 학생들이 함께 이용하는 경우에는 동일한 미세증거물이 검출될 가능성이 있다는 것을 보여주는 결과로서 향후 미세증거물의 증거가치를 해석할 때에는 그 미세증거물을 유류할 수 있는 사람(사물)의 이동경로를 함께 고려해야 한다는 것을 의미한다.

본 실험에서 발견된 11종의 글리터 중 02번과 06번을 제외한 9종의 글리터는 외관이나 성분이 모두 다른 글리터로 밝혀졌다. 이는 02번과 06번을 제외한 다른 글리터를 target 글리터로 설정할 경우 1,000개의 의자 중 동일한 글리터가 부착된 의자가 하나도 나타나지 않았다는 결과로 해석할 수도 있다.