オーパックのカーボンブラシは、「粉末冶金法」という製法で製造しています。 粉末冶金法とは、数種の金属粉末を原料とし、これらを適度な割合で配・混合したのち、成形型に入れ、 高圧力で成形し、さらに炉中にて金属の溶融点以下の温度で加熱焼結して材料や金属製品を製造する方法で、 広い意味ではカーボンや酸化物など、非金属粉を原料とする場合も含みます。

黒鉛（グラファイト）について

炭素原子だけで構成される物質には、ダイヤモンド、黒鉛（グラファイト）、コークス、そして近年注目されているカーボンナノチューブなどがあります。 これらは炭素の「同素体」と呼ばれています。

この中で黒鉛には、次のような特徴があります。

・電気伝導性に優れる
・摩擦係数が低い
・耐薬品性が高い
・耐熱性が高い

これらの特性は、黒鉛特有の結晶構造に由来しています。
黒鉛は層状の結晶構造を持っており、層の内部では炭素原子同士が強い共有結合で結び付いています。 一方、層と層の間は「ファンデルワールス力」と呼ばれる弱い力で結合しています。

そのため、層の内部では金属に匹敵する高い電気伝導性を示し、層の間では外力によって容易に滑りが生じます。 この性質が低摩擦特性を生み出しています。

身近な例として鉛筆の芯があります。鉛筆で文字が書けるのは、黒鉛の層が剥離して紙の表面に付着するためです。 また、黒鉛同士が滑りやすいため、紙を傷めることなく筆記することができます。

カーボンブラシと黒鉛

カーボンブラシには、高速で回転・移動する相手材との低摩擦性、大電流の安定した受給電性能、発熱への耐性、酸化や化学的腐食への耐性といった特性が求められます。
黒鉛はこれらの要求性能を高いレベルで満たしているため、カーボンブラシの主要材料として広く使用されています。

人造黒鉛と天然黒鉛

黒鉛は、有機物を空気を遮断した状態で熱分解し、炭素含有率の高い固体を得ることから始まります。
この工程を「炭化（炭素化）」と呼びます。
さらに、この炭素材料を空気を遮断した状態で2,500℃以上の高温処理を行うことで、結晶構造が発達した黒鉛へと変化します。
この工程を「黒鉛化」と呼びます。
こうして人工的に製造された黒鉛を人造黒鉛、自然界で生成されたものを天然黒鉛と呼びます。

炭素という可能性

炭素は、黒鉛やダイヤモンドだけでなく、あらゆる有機物や生命活動にも深く関わる特別な元素です。
近年ではカーボンナノチューブやグラフェンなどの新しい炭素材料が開発され、その可能性はさらに広がっています。

炭素はまさに、多様な機能を生み出す「可能性に満ちた材料」といえるでしょう。