DE69010420T3

DE69010420T3 - Kaffeefiltermaterial und Kaffeefilterbeutel.

Info

Publication number: DE69010420T3
Application number: DE69010420T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Fukuchi; Hideo Murakami; Hiromasa Saisaka; Kaichi Suzuki; Hiroshi Tsuji
Original assignee: Yamanaka Industry Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Current assignee: Yamanaka Industry Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: CA2022246A1; ATE108082T1; CA2022246C; EP0411546B1; EP0411546B2; EP0411546A1; AU632149B2; AU5994690A; DE69010420T2; DE69010420D1; HK32795A; DE411546T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel und einen Kaffeefilterbeutel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel zum Erhalten eines Kaffee-Extrakts von hoher Qualität und einen Kaffeefilterbeutel, der unter Verwendung dieses beutelförmigen Teils hergestellt wurde.
Es sind verschiedene Verfahren zur Kaffee-Extraktion bekannt, z. B. das Syphonverfahren, das ein extrahierendes Gerät anwendet, das Espressoverfahren, das Meliolverfahren und das Tropfverfahren, wobei das Tropfverfahren gegenwärtig am häufigsten angewendet wird.
Das Extraktionsverfahren durch Hindurchtropfen durch Flanell wird allgemein gewählt, wenn Flanell mit der Feinheit 40, das durch Anheben eines dicken gewebten Baumwolltextilmaterials gebildet wird, als Filterbeutel verwendet wird, um den Kaffee-Extrakt bei der Filtrierextraktion des Kaffees vom Kaffeepulver zu trennen. Dieses Filtertuch ist jedoch dick und verstopft bei längerem Gebrauch, und Kaffeeöl haftet an diesem Filtertuch, dadurch wird das Filtertuch verunreinigt, verfärbt und nimmt einen Geruch an. Nach dem Gebrauch muß das Filtertuch deshalb mit Wasser gewaschen werden und sollte vor der erneuten Verwendung in Wasser getaucht werden. Aus hygienischen Gründen ist somit große Sorgfalt erforderlich. Dadurch ist das Extraktionsverfahren vom Tropftyp durch Flanell auf geschäftliche Anwendungen oder auf Anwendungen durch bestimmte Personen begrenzt.
Das Extraktionsverfahren des Typs, bei dem das Hindurchtropfen durch Papier erfolgt, ist außerdem dadurch von Nachteil, daß das Filtern und die Extraktion lange dauern, da im allgemeinen ein dickes Filterpapier verwendet wird. Obwohl dieses Extraktionsverfahren durch Hindurchtropfen durch Papier bei einer geringen Anzahl von Personen angewendet wird und die Kaffeepulvermenge gering ist, ist die Filterfläche klein, und das heiße Wasser muß folglich häufig und gleichmäßig darüber gegossen werden, damit der gesamte Kaffee extrahiert wird; die notwendige Menge an heißem Wasser muß vorher abgemessen werden. Vor dem Extraktionsverfahren müssen viele vorausgehende Verfahren durchgeführt werden; und für dieses Verfahren sind der Verlust bei der Extraktion und eine ungleichmäßige Extraktion typisch, und außerdem nimmt die Temperatur des heißen Wassers beim Extraktionsverfahren ab und das Wasser muß deshalb wiedererwärmt werden.
Wie es oben festgestellt wurde, wird im allgemeinen ein Papierfilterblatt oder ein Filterblatt aus Faservlies als Filtermaterial zur Extraktion von Kaffee verwendet, und einige dieser herkömmlichen Filterblattmaterialien zur Extraktion von Kaffee sind unbefriedigend, da die Wirkung beim Filtern und bei der Entfernung der Kaffeepartikel (Feststoffe) zu stark ist, die Konzentration oder das Aroma des erhaltenen Kaffee-Extrakts unzureichend ist, und die Extraktion einen langen Zeitraum erfordert. Andere herkömmliche Blattmaterialien sind dadurch von Nachteil, daß die Wirkung beim Filtrieren und bei der Entfernung der Kaffeepartikel zu gering ist, der erhaltene Kaffee-Extrakt große Mengen fester Kaffeepartikel enthält, und das Aroma oder der Geschmack abnimmt und sich ein Niederschlag bildet.
Wenn das feine Kaffeepulver mit heißem Wasser extrahiert wird, wird auch die Öl- und Fettkomponente im feinen Kaffeepulver extrahiert, und das Filterblattmaterial zur Kaffee-Extraktion muß folglich diese Öl- und Fettkomponente durch Adsorption angemessen entfernen.
Vor der vorliegenden Erfindung war jedoch wenig über die Filtriereigenschaften bekannt, die ein Material für ein Kaffeefilterblatt besitzen muß, damit aus einem feinen Kaffeepulver ein Kaffee-Extrakt mit hoher Qualität erhalten wird.
Die japanischen ungeprüften veröffentlichten Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 55-129667, 55-129668 und 55-129669 beschreiben einen Kaffeebeutel, der aus einem Filterpapier hergestellt wird, bei dem die Verteilungsdichte der feinen Filterporen mit einer Porengröße von 80 um oder mehr auf 6 Poren oder weniger pro cm² begrenzt ist. Bei diesem Kaffeebeutel wird jedoch nur ein herkömmliches Faservlies verwendet, das die Durchdringung relativ großer Partikel mit einer Partikelgröße von 80 um oder mehr im wesentlichen unterbinden kann, und dieser Kaffeebeutel ist als Filtermaterial für feine Kaffeepartikel noch immer unbefriedigend. Um das Hindurchgehen feiner Kaffeepartikel zu verhindern, ist bei diesem Kaffeebeutel außerdem eine Vorbehandlung durch Abtrennung und Entfernung der feinen Partikel notwendig, und folglich ist die Ausnutzung der von den feinen Kaffeepartikeln extrahierten Komponenten unmöglich. Das Extraktionsverfahren ist außerdem kompliziert. Deshalb ist dieser Kaffeebeutel bei der Gewinnung eines Kaffee-Extrakts mit hoher Qualität nicht vollkommen befriedigend.
JP-A-62-83896 offenbart Brühbeutel und beutelförmiges Verpackungsmaterial aus zwei Schichten Faservlies, die an Stellen an den Wandungen der Beutel punktförmig aneinander gebunden sind. Zum Verbinden der zwei Schichten ist thermisches Binden, Binden mit einem Harz oder mechanisches Inanderverschlingen auf der Basis von Nadelung offenbart. Das Verbinden dient dazu, die zwei Schichten zusammenzuhalten.
EP-A-0 170 461 offenbart Brühbeutel, z. B. zum Filtern von Kaffee, die aus einem polymeren Faservliesmaterial hergestellt sind. Um Sorption von Aromaölen durch das Filterbeutelmaterial zu verhindern, wird das Material mit einem wasserlöslichen fluorchemischen Schlichtemittel behandelt. Außerdem weisen die Filterbeutel keine Flächenbereiche mit Faser-Schmelzverbindung auf.
GB-A-2 132 939 offenbart einen medizischen Umschlag, der eine schmelzgeblasene Mikrofasermatte aus Polypropylen und ein Ver stärkungsgewebe aufweist, wobei die Polypropylen-Mikrofasermatte und das Verstärkungsgewebe an einzelnen Punkten miteinander verschweißt sind. Die Schrift enthält keinerlei Lehre bezüglich mit dem Filtern, insbesondere mit Kaffeefilterbeutel-Extraktion, verbundener Probleme.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines beutelförmigen Teils für einen Kaffeefilterbeutel, das feine Kaffeepartikel bei der Extraktion des Kaffees angemessen filtrieren kann und die Öl- und Fettextraktkomponente geeignet adsorbieren und auffangen kann, und folglich zur Gewinnung eines Kaffee-Extrakts mit hoher Qualität geeignet ist, und in der Bereitstellung eines Kaffeefilterbeutels, der unter Verwendung dieses beutelförmigen Teils hergestellt wurde.
Die vorstehende Aufgabe kann durch das beutelförmige Teil für einen Kaffeefilterbeutel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst werden.
Das beutelförmige Teil weist eine Schicht aus einem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies, das aus Polypropylen-Fasern besteht, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auf. Ein solches Vlies ist von Tonen Corp., Japan, als Tapyrus erhältlich. Zur Förderung des Durchtritts von heißem Wasser ist das beutelförmige Teil ausgebildet, wie es in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Der erfindungsgemäße Kaffeefilterbeutel weist ein beutelförmiges Teil auf, wie es vorstehend erwähnt wurde, in diesem beutelförmigen Teil enthaltenes Kaffeepulver und ein Aufhängeteil, das an mindestens einem seiner Endbereiche an dem beutelförmigen Teil befestigt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Filterleistungen des Kaffeefilter-Verbundmaterials, das für die vorliegende Erfindung verwendet wird, für feine Kaffeepartikel zeigt;
Fig. 2 und 3 sind graphische Darstellungen, die die Filterleistungen herkömmlicher Extraktionsfiltermaterialien für feine Kaffeepartikel zeigen;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels zeigt;
Fig. 5 ist eine erläuternde seitliche Schnittansicht, die den in Fig. 4 gezeigten Kaffeefilterbeutel zeigt;
Fig. 6 ist eine erläuternde Schnittansicht, die eine Ausführungsform des schmelzgeblasenen Polypropylen-Faservlieses für die Faserfilterschicht zeigt, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 7 bis 10 sind jeweils erläuternde Darstellungen, die ein Beispiel der Form und der Anordnung der Bereiche mit verschmolzenen Fasern zeigen, die im vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt des beutelförmigen Teils ausgebildet sind, das als Kaffeefilterbeutel bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
Fig. 11 eine erläuternde Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform des Faservlies für die Faserfilterschicht darstellt, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wenn die durschnittliche auf das Volumen bezogene Partikelgröße der feinen Kaffeepartikel, die durch das Filtermaterial hindurchgegangen sind und im Kaffee-Extrakt enthalten sind, 3 bis 20 um, vorzugsweise 5 bis 10 um beträgt, hat der erhaltene Kaffee-Extrakt im allgemeinen eine hohe Transparenz, es werden keine oder nur wenig Niederschläge im Extrakt gebildet, und der Kaffee-Extrakt weist eine hohe Qualität und ein gutes Aroma auf, wenn der Kaffee unter Verwendung eines Filtermaterials extrahiert wird. Das Filtermaterial ist notwendig, damit die Herstellung eines Kaffee-Extrakts mit hoher Qualität innerhalb einer kurzen Extraktionszeit möglich wird.
Das erfindungsgemäße beutelförmige Teil für einen Kaffeefilterbeutel kann diese Anforderungen erfüllen. In der Filterfaserschicht des beutelförmigen Teils wird ein Filterfaservlies verwendet, das die Anforderungen erfüllt, die durch die nachstehenden Beziehungen (1) bis (4) dargestellt werden und das mindestens 0,5 g/g einer Öl- und Fettkomponente, die aus dem Kaffee extrahiert wird, adsorbieren kann.
(1): Das Basisgewicht x des Filter-Faservlies erfüllt die Beziehung 3 ≤ x ≤ 30. Wenn dieses Basisgewicht x geringer als 3 g/m² ist, ist die Kapazität zum Einfangen feiner Partikel zu gering, und die Herstellung eines Faservlies mit einem derartig geringen Basisgewicht ist schwierig. Wenn das Basisgewicht x größer als 30 g/m² ist, ist die Geschwindigkeit der Kaffee-Extraktion äußerst gering.
(2): Bei dem Filter-Faservlies erfüllt der kumulative (gesamte) Volumenwert y der feinen Poren im Filter-Faservlies, der mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen wird, die Beziehung y ≥ 0,2x. Wenn der Wert y kleiner als 0,2x ist, ist die Geschwindigkeit des erhaltenen Filtermaterials bei der Kaffee-Extraktion zu gering. Wenn der Wert x erhöht wird, tritt dieser Nachteil der Verringerung der Extrak tionsgeschwindigkeit folglich auf, wenn der Wert y nicht proportional erhöht wird. Zwischen x und y sollte im allgemeinen die Beziehung y ≥ 0,2x (2) bestehen, wie es oben herausgestellt wurde; vorzugsweise wird jedoch die Beziehung y ≥ 0,25x, insbesondere y ≥ 0,3x erfüllt.
(3) und (4): Die Werte (um) von r&sub3;&sub0; und r&sub7;&sub0; erfüllen die Beziehungen 1 ≤ r&sub3;&sub0; bzw. r&sub7;&sub0; ≤ 50. Wenn r&sub3;&sub0; kleiner als 1 um ist, ist die Filtriergeschwindigkeit des Filtermaterials zu gering, und wenn r&sub7;&sub0; größer als 50 um ist, sind die Partikelgröße der feinen Kaffeepartikel, die durch das resultierende Filtermaterial hindurchgegangen sind, zu hoch, und die Menge dieser Partikel zu groß, das führt zu einem unerwünschten Ergebnis, da der Kaffee-Extrakt trüb wird und die Menge des Niederschlags zunimmt. Es ist allgemein bevorzugt, daß die Beziehung 3 ≤ r&sub3;&sub0; und r&sub7;&sub0; ≤ 40, insbesondere 5 ≤ r&sub3;&sub0; und r&sub7;&sub0; ≤ 30 erfüllt werden.
Wenn der maximale Radius der feinen Poren (Mm), der beobachtet wird, wenn die Volumina der feinen Poren im Filter-Faservlies von der Seite des geringen Porenradius zusammengezählt werden, und der kumulative Volumenwert gleich 0,5y wird, als r&sub5;&sub0; ausgedrückt wird, wird beim in der vorliegenden Erfindung verwendeten Filter-Faservlies vorzugsweise die Beziehung 3 ≤ r&sub5;&sub0; ≤ 40, insbesondere 5 ≤ r&sub5;&sub0; ≤ 30 erfüllt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Beziehung 7 ≤ r&sub5;&sub0; ≤ 20 erfüllt wird.
Wenn der Durchmesser der Faser zunimmt, die das Faservlies bildet, verschiebt sich die Verteilung des Radius der feinen Poren zu der Seite mit dem großen Radius, und wenn der Faserradius abnimmt, verschiebt sich die Verteilung des Radius der feinen Poren zur Seite mit dem geringen Radius. Wenn ein Vergleich auf der Basis der gleichen Fasergröße vorgenommen wird, wird die Verteilung des Radius der feinen Poren zur Seite mit dem großen Radius verschoben, da das gesamte Porenvolumen zunimmt.
Beim Filter-Faservlies, das bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, muß die Adsorption der Öl- und Fettkomponente aus dem Kaffee-Extrakt im feuchten Zustand mindestens 0,5 g/g auf der Basis der trockenen Faser betragen. Wenn die Adsorption der Öl- und Fettkomponente geringer als 0,5 g/g ist, schwimmt auf der Oberfläche des erhaltenen Kaffee-Extrakts ein Ölfilm, und die Qualität und das Aroma des Kaffee-Extrakts sind gering. Die Adsorption der Öl- und Fettkomponente beträgt vorzugsweise mindestens 1 g/g, insbesondere mindestens 2 g/g.
Die Adsorption der Öl- und Fettkomponente des Filter-Faservlies hängt vom Typ und der Größe der Faser ab, die das Filter-Faservlies bildet. Die Adsorption der Öl- und Fettkomponente wird im allgemeinen in der Reihenfolge Polyropylenfaser, Polyethylenfaser, Polyesterfaser, Nylonfaser und Cellulosefaser geringer.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete schmelzgeblasene Filter- Faservlies wird aus Polypropylen-Fasern hergestellt, und der durchschnittliche Durchmesser der Polypropylen-Fasern beträgt 15 um oder weniger, bevorzugt 5 um oder weniger.
Das Filter-Faservlies wird aus den vorstehend genannten Polypropylen- Fasern durch Schmelzblasen hergestellt. Das Filter-Faservlies weist eine gleichmäßige Faserverteilung und eine einheitliche Dichte auf, und dementsprechend hat das Filter-Faservlies einheitliche Filtereigenschaften.
Wenn die Faserfilterschicht aus einer Materiallage hergestellt wird, die sich vom Faservlies unterscheidet, z. B. ein gewebtes oder gewirktes Textilerzeugnis, wird die Verteilung der Filterporen ungleichmäßig. Wenn das Faservlies aus anorganischen Fasern hergestellt wird, kann die Wirkung der angemessenen Entfernung der Öl- und Fettkomponente, die im Kaffee-Extrakt enthalten ist, nicht erreicht werden.
Wenn die organischen synthetischen Fasern einen durchschnittlichen Durchmesser von mehr als 30 um aufweisen, lassen sich die Filtereigenschaften des resultierenden Filter-Faservlies nicht so zufriedenstellend regeln wie bei der vorliegenden Erfindung, und die Wirkung der Entfernung der Öl- und Fettkomponente wird unzureichend.
Die Polypropylen-Fasern, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Filter-Faservlies verwendet werden, können entweder Endlosfasern oder kurze Fasern sein.
Wenn Fasern, die aus Polypropylen bestehen, verwendet werden, kann die Öl- und Fettkomponente im Kaffee-Extrakt vom resultierenden Filtermaterial angemessen adsorbiert und entfernt werden. Folglich werden Fasern dieses Typs verwendet, um das Filter-Faservlies für die Faserfilterschicht der vorliegenden Erfindung herzustellen.
In Anbetracht der gleichmäßigen Verteilung der filtrierenden feinen Poren wird das Faservlies durch ein Blasverfahren aus der Schmelze hergestellt. Der durchschnittliche Durchmesser der Polypropylen-Fasern kann bestimmt werden, indem der Durchmesser der Fasern, die eine Länge von mindestens etwa 5 mm haben, mit einem Elektronenmikroskop gemessen wird, und der Durchschnittswert der gemessenen Werte berechnet wird. Es kann eine geringe Menge anderer Fasern, z. B. Cellulosefasern, erlaubt sein, sofern das Filtervermögen nicht wesentlich beeinflußt wird.
Bei dem beutelförmigen Teil für einen erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutel kann eine Stützschicht, die mindestens eine Lage eines verstärkenden Textilerzeugnisses umfaßt, das auf das Filtervermögen der Faserfilterschicht keinen wesentlichen Einfluß hat, mit der Faserfilterschicht laminiert und verbunden sein, wodurch ein integriertes Verbundmaterial in Form einer Lage (Verbundlagenmaterial) gebildet wird.
Diese Stützschicht besteht aus zumindest einem porösen Material, das aus gewebten Textilerzeugnissen, gewirkten Textilerzeugnissen, gitterartigen Textilerzeugnissen, netzartigen Lagen und Faservlies ausgewählt ist, und diese Stützschicht weist viele Filterporen auf, die grober als die der Faserfilterschicht sind, und sie verleiht dem erfindungsgemäßen Filtermaterial eine für die Praxis ausreichende mechanische Festigkeit.
Der Typ der Fasern, die die Stützschicht bilden, ist nicht besonders kritisch, diese Fasern werden jedoch im allgemeinen aus Naturfasern (z. B. Baumwolle), regenerierten Fasern (z. B. Rayon und Cupra), halbsynthetischen Fasern (z. B. Acetatfasern) und synthetischen Fasern (z. B. Polyester-, Polyamid-, Polyolefin- und Polyacrylfasern) ausgewählt. Die Dicke der einzelnen Fasern ist nicht besonders kritisch. Die die Stützschicht bildenden Fasern können entweder Endlosfasern oder kurze Fasern sein.
Es ist im allgemeinen bevorzugt, daß die Fasern in der Stützschicht nicht mit Wasser gequollen sind und teilweise verschmolzen sind, so daß sich die Größe der Filterporen bei der Extraktion des Kaffees nicht verändert.
Wenn das Kaffeefiltermaterial der Extraktion von Kaffee unterzogen wird und die Partikelgrößenverteilung der feinen Kaffeepartikel, die durch dieses Filtermaterial hindurchgegangen sind und eine Partikelgröße von 50 um oder weniger aufweisen, gemessen wird, und die Volumina der feinen Kaffeepartikel mit den entsprechenden Partikelgrößen von der Seite der geringen Partikelgröße beginnend zur Seite der hohen Partikelgröße zusammengezählt werden, ist es ebenfalls bevorzugt, daß die Maximalgröße der feinen Kaffeepartikel in der Fraktion auf der Seite der geringen Partikelgröße der feinen Kaffeepartikel, wobei diese Fraktion 50% des Gesamtvolumens der Kaffeepartikel einnimmt, d. h. die auf das Volumen bezogene Durchschnittsgröße der feinen Kaffeepartikel, die aus der Partikelgrößenverteilung der feinen Kaffeepartikel mit einer Partikelgröße von 50 um oder weniger bestimmt wurde, im Bereich von 5 bis 10 um liegt.
Wenn diese auf das Volumen bezogene durchschnittliche Partikelgröße geringer als 5 um ist, hat dieses Kaffeefiltermaterial eine sehr geringe Permeabilität für Kaffeepartikel, und das Filtern dauert lange, und folglich ist die Konzentration des erhaltenen Kaffee-Extrakts unzureichend und es kann kein gutes Aroma erhalten werden. Wenn diese auf das Volumen bezogene durchschnittliche Partikelgröße oberhalb 10 um liegt, wird die Permeabilität dieses Kaffeefiltermaterials für Kaffeepartikel zu hoch und die Konzentration des erhaltenen Kaffee-Extrakts zu stark, und folglich tritt eine Fällung der Kaffeepartikel auf und das Aroma ist unbefriedigend.
Wenn das erfindungsgemäße beutelförmige Teil für einen Kaffeefilterbeutel zur Extraktion von Kaffee verwendet wird und wenn, unter Bezugnahme auf die feinen Partikel, die durch dieses Filtermaterial hindurchgegangen sind und eine Partikelgröße von 50 um oder weniger haben, die Volumina der feinen Partikel mit den entsprechenden Partikelgrößen durch ein Meßgerät für die Partikelgrößenverteilung gemessen werden, die Volumina der feinen Partikel mit den entsprechenden Partikelgrößen von der Seite der geringen Partikelgröße bis zur Seite der hohen Partikelgröße zusammengezählt werden, und die Prozentverhältnisse dieser kumulativen Werte zum Gesamtvolumen der feinen Partikel, die durch das Filtermaterial hindurchgegangen sind, berechnet werden, wird eine graphische Darstellung erhalten, wie sie z. B. in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn der kumulative Wert der Volumina in der feinen Partikelfraktion auf der Seite der geringen Partikelgröße innerhalb dieser feinen Kaffeepartikel, die durch das Filtermaterial hindurchgegangen sind, 50% erreicht, beträgt die maximale Partikelgröße in dieser feinen Partikelfraktion in Fig. 1 etwa 7 um.
Das erfindungsgemäße beutelförmige Teil für einen Kaffeefilterbeutel wird dadurch gekennzeichnet, daß die Filtration bei einer geeigneten Filtrationsgeschwindigkeit durchgeführt werden kann, im erhaltenen Kaffee-Extrakt keine Fällung der Kaffeepartikel erfolgt, und der erhaltene Kaffee-Extrakt eine geeignete Konzentration und ein gutes Aroma aufweist.
Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen beutelförmigen Teil für einen Kaffeefilterbeutel, das die in Fig. 1 gezeigten Filtereigenschaften aufweist, zeigen die herkömmlichen Kaffeefiltermaterialien die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Filtereigenschaften.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Partikelgröße der hindurchgegangenen feinen Kaffeepartikel und dem kumulativen Volumenprozentsatz der hindurchgehenden feinen Kaffeepartikel, das beobachtet wurde, wenn herkömmliches Kaffeefiltermaterial zum Hindurchtropfen für die Extraktion von Kaffee verwendet wird. In Fig. 2 beträgt die maximale Partikelgröße der feinen Partikel in der Fraktion der feinen Partikel auf der Seite der geringen Partikelgröße, die 50% des Gesamtvolumens der hindurchgegangenen feinen Kaffeepartikel ausmacht, 4,5 Mm. Bei diesem Kaffeefiltermaterial ist der Geschmack des erhaltenen Kaffee-Extrakts gering, und die Extraktion dauert lange, da die feinen Filterporen zu klein sind.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Partikelgröße der hindurchgegangenen feinen Kaffeepartikel und dem kunulativen Volumenprozentsatz der hindurchgegangenen feinen Kaffeepartikel, das beobachtet wurde, wenn ein übliches Faservlies-Filtermaterial, das für einen Extraktionsbeutel verwendet wird, o. ä. zur Extraktion von Kaffee angewendet wird. In Fig. 3 beträgt die maximale Partikelgröße der feinen Partikel in der Fraktion der feinen Partikel auf der Seite der geringen Partikelgröße, die 50% des Gesamtvolumens der hindurchgehenden feinen Kaffeepartikel einnimmt, etwa 15 um. Da dieses Filtermaterial viele feine Filterporen mit einer übermäßig hohen Porengröße aufweist, gibt es im erhaltenen Kaffee-Extrakt gefällte Kaffeepartikel, und das Aroma des Kaffee-Extrakts ist unbefriedigend. Das Auffangen der Öl- und Fettkomponente durch Adsorption ist außerdem unzureichend, und gelegentlich bildet sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit ein Öl- und Fettfilm.
Das Kaffeefiltermaterial des erfindungsgemäßen beutelförmigen Teils weist vorzugsweise eine Luftdurchlässigkeit von 10 bis 250 cm³/cm² noch bevorzugter 15 bis 200 cm³/cm² s auf.
Ein Filterbeutel sollte im allgemeinen eine angemessene Flüssigkeitsdurchlässigkeit (Fluß) aufweisen. Wenn diese Flüssigkeitsdurchlässigkeit unzureichend ist, erfordert die Extraktion des Kaffees einen langen Zeitraum, und dieses Filtermaterial ist in der Praxis nicht vorteilhaft. Wenn der Fluß zu groß ist, bedeutet dies, daß das Filtermaterial viele Filterporen mit einer zu hohen Porengröße aufweist und zu viele feine Partikel durch das Filtermaterial hindurchgehen.
Wenn die Kaffee-Extraktion unter Verwendung eines Kaffeefilterbeutels durchgeführt wird, der aus dem erfindungsgemäßen beutelförmigen Teil hergestellt wurde, das eine Luftdurchlässigkeit von 10 bis 250 cm³/cm² s aufweist, wird das feine Kaffeepulver angemessen filtriert.
Wenn die Luftdurchlässigkeit des Filtermaterials des beutelförmigen Teils 250 cm³/cm² · s übersteigt, gehen sogar grobe Partikel im feinen Kaffeepulver durch den erhaltenen Filterbeutel. Wenn die Luftdurchlässigkeit der Lage aus diesem Material geringer als 10 cm³ cm² · s ist, ist das Durchdringen des feinen Kaffeepulvers zu stark eingeschränkt. Um diese Luftdurchlässigkeit im obengenannten Bereich zu erhalten, muß das Filtermaterial ein Basisgewicht von 3 bis 30 g/g aufweisen, wie es bereits festgestellt wurde.
Wenn ein Verbundmaterial in Form einer Lage, wie es vorstehend angesprochen wurde, zur Herstellung des beutelförmigen Teils der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird die Stützschicht nach einem ge eigneten Verfahren mit der Faserfilterschicht laminiert und verbunden. Für dieses Laminieren wird ein Verbindungsverfahren durch Schmelzen mittels Wärme verwendet. Bei dem Verbindungsverfahren durch Schmelzen mittels Wärme wird die Stützschicht durch mindestens einen verschmelzenden Bindungsbereich örtlich mit der Faserfilterschicht verschmolzen. In diesem verschmelzenden Bindungsbereich wird ein Teil der Fasern in der Stützschicht oder der Faserfilterschicht durch Schmelzen mit der anderen Schicht verbunden, wodurch beide Schichten aneinander gebunden werden. Die Faserfilterschicht kann darüber hinaus mindestens einen Bereich mit Faser-Schmelzverbindung haben. In diesem Bereich mit Faser-Schmelzverbindung ist ein Teil der integrierten und ineinander verschlungenen Polypropylen- Fasern mit dem anderen Teil der Polypropylen-Fasern in der Faserfilterschicht durch Schmelzen verbunden oder verschmolzen, wodurch eine Bewegung oder ein Fallen der Polypropylen-Fasern während der Extraktion des Kaffees verhindert wird, eine Veränderung der Abmessungen der Faserfilterschicht, wie Kontraktion oder Dehnung, verhindert wird, und die Filtereigenschaften des Kaffeefiltermaterials einheitlich gehalten werden können.
Die Zahlen, Formen und Verteilungszustände der schmelzgebundenen oder verschmolzenen Bereiche zwischen den beiden Schichten und der Bereiche mit Faser-Schmelzverbindung oder verschmolzenen Fasern der Faserfilterschicht sind nicht besonders kritisch und können passend festgelegt werden, sofern die gewünschte Aufgabe der vorliegenden Erfindung erfüllt werden kann.
Das Kaffeefiltermaterial wird entsprechend der beabsichtigten Verwendung und der Extraktionsbedingungen in eine frei wählbare Form oder Abmessung gebracht. Bei der vorliegenden Erfindung hat das Kaffeefiltermaterial die Form eines Extraktionsbeutels.
Wenn das beutelförmige Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß der vorliegenden Erfindung aus dem Kaffefiltermaterial, das die Faserfilterschicht und die Stützschicht aufweist, hergestellt wird, kann die Faserfil terschicht entweder auf der primären Filtrationsseite (Seite des Kaffeepulvers) oder der sekundären Filtrationsseite (Seite des Kaffee-Extrakts) angeordnet werden. Wenn die Faserfilterschicht auf der primären Filtrationsseite angeordnet wird, werden die Filterporen durch die feinen Kaffeepartikel verstopft, und die Kaffeepartikel werden auf der primären Filtrationsseite geeignet mit Dampf behandelt. Wenn bei einem Kaffeefilterbeutel die Stützschicht auf der sekundären Filtrationsseite angeordnet ist, werden das Eindringen des heißen Wassers in den Beutel beschleunigt und das Extraktionsverfahren gefördert. Die Faserfilterschicht, die auf der primären Filtrationsseite angeordnet ist, zeigt außerdem eine geeignete Wirkung bei der Adsorption und dem Einfangen der Öl- und Fettkomponente im Extrakt, wodurch verhindert werden kann, daß das Aussehen der Oberfläche des Kaffee-Extrakts durch eine aufsteigende Öl- und Fettkomponente beeinträchtigt wird, und wodurch der Kaffee-Extrakt einen angenehmen Geschmack und ein angenehmes Aroma erhalten kann.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Kaffeefilterbeutel weist ein beutelförmiges Teil auf, wie es vorstehend dargelegt wurde, das einen vorderen und einen hinteren Oberflächenabschnitt, die sich gegenüberstehen, und einen verschlossenen Umfangsabschnitt aufweist, Kaffeepulver, das in diesem beutelförmigen Teil enthalten ist, ein Aufhängeteil, das an mindestens einem Endabschnitt am beutelförmigen Teil befestigt ist, und mindestens einen Bereich mit verschmolzenen Fasern, der in jedem der vorderen und hinteren Oberflächenabschnitte ausgebildet ist.
Jeder dieser vorderen und hinteren Oberflächenabschnitte dieses Filterbeutels kann allein aus der obengenannten Faserfilterschicht, die aus dem Filter-Faservlies besteht, oder aus dem Verbundmaterial in Form einer Lage gebildet werden, das durch Laminieren und Verbinden der obengenannten Faserfilterschicht mit einem verstärkenden Textilerzeugnis erhalten wurde.
Nachfolgend wird die Struktur des Kaffeefilterbeutels anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt der erfindungsgemäße Extraktionsbeutel 1 ein beutelförmiges Teil 2, Kaffeepulver 3, das in diesem beutelförmigen Teil 2 enthalten ist, und ein Aufhängeteil 4.
Das beutelförmige Teil 2 weist sich gegenüberstehende vordere und hintere Oberflächenabschnitte 5 und 6 und einen verschlossenen Umfangsabschnitt 7 auf, und insbesondere wird der obere Endabschnitt des beutelförmigen Teils 2 am Abschnitt 7a verschlossen, der in Fig. 4 durch die unterbrochene Linie gezeigt wird, nachdem das Kaffeepulver 3 eingefüllt worden ist. Natürlich sind die Position und die Art dieses verschlossenen oberen Endabschnitts nicht auf die in Fig. 4 gezeigten begrenzt.
Die Größe des beutelförmigen Teils ist nicht besonders kritisch, die Länge des beutelförmigen Teils beträgt jedoch vorzugsweise 7 bis 10 cm und die Breite des beutelförmigen Teils vorzugsweise 4 bis 8 cm, so daß für eine Person eine ausreichende Kaffeemenge zur Verfügung steht.
Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform besteht das Aufhängeteil 4 aus einem Faden oder einer Schnur und ist am unteren Endabschnitt 8 mit dem beutelförmigen Teil 2 verbunden, wobei sich der restliche Teil über das beutelförmige Teil hinaus erstreckt. Der untere Endabschnitt 9 des Aufhängeteils 4 kann mit einem Griffstück 10 verbunden sein, und dieses Griffstück weist eine frei wählbare Form oder Größe auf und besteht aus einem Papier- oder Kunststoffblatt. Bei einer anderen Ausführungsform sind z. B. beide Endabschnitte des Aufhängeteils mit dem beutelförmigen Teil verbunden, und der restliche Teil erstreckt sich in Form einer Schlaufe über das beutelförmige Teil hinaus.
Die Art und die Partikelgröße des im beutelförmigen Teil enthaltenen Kaffeepulvers sind nicht besonders kritisch, es wird jedoch im allgemeinen vorzugsweise geröstetes mittelfein gemahlenes Pulver verwendet. Der Pulverisierungsgrad ist vorzugsweise derart, daß Partikel mit einer Größe von 1 bis 0,5 mm (18 bis 35 mesh) mindestens 50% der gesamten Partikel ausmachen, und noch bevorzugter derart, daß Partikel mit einer Partikelgröße von 0,8 bis 0,52 mm (22 bis 30 mesh) mindestens 65% der gesamten Partikel bilden.
Beim beutelförmigen Teil des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels ist in jedem vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt mindestens ein Bereich mit verschmolzenen Fasern ausgebildet.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des schmelzgeblasenen Filter-Faservlieses, das den vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt des beutelförmigen Teils bildet; in diesem Faservlies 11 ist mindestens ein Bereich 12 mit verschmolzenen Fasern ausgebildet. Ein Teil der organischen synthetischen Fasern, die im Faservlies integriert und vernetzt sind, ist in diesem Bereich mit verschmolzenen Fasern mit anderen Teilen der Fasern verschmolzen. Folglich können die Bewegung oder das Herunterfallen der Fasern oder eine Kontraktion, Dehnung oder andere Veränderung der Abmessung des Faservlies geregelt werden, die während des Extraktionsverfahrens durch das heiße Wasser hervorgerufen werden, und folglich können eine ungleichmäßige Extraktion oder das Auslaufen des Kaffeepulvers verhindert werden. Gleichzeitig kann die Festigkeit des beutelförmigen Teils verbessert werden.
Da dieser Bereich mit verschmolzenen Fasern transparent gemacht werden kann, kann außerdem der Extraktionszustand im Kaffeefilterbeutel durch diesen transparenten Bereich beobachtet werden.
Die Anzahl und Form der Bereiche mit verschmolzenen Fasern, die im vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt ausgebildet sind, sind nicht besonders kritisch, sofern die obengenannten Wirkungen erzielt werden können. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, können z. B. in bestimmten Abständen viele quadratische Bereiche mit verschmolzenen Fasern regelmäßig angeordnet sein. Dieser Bereich mit verschmolzenen Fasern kann eine frei wählbare Form aufweisen, z. B. eine kreisförmige, elliptische, dreieckige oder hexagonale Form. Die Abmessung und Anordnung können geeignet geändert werden. Diese Bereiche mit verschmolzenen Fasern können außerdem solche Formen aufweisen und in der Weise angeordnet sein, wie es in den Fig. 7 bis 10 gezeigt ist, und es können andere frei wählbare Formen und Arten der Anordnung übernommen werden.
In jedem vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt des beutelförmigen Teils dieser Erfindung beträgt das Verhältnis der Gesamtfläche der Bereiche mit verschmolzenen Fasern zur gesamten Oberfläche vorzugsweise mindestens 5%, noch bevorzugter 5 bis 40%, besonders bevorzugt 6 bis 30%.
Wenn im vorderen oder hinteren Oberflächenabschnitt unabhängig voneinander eine Vielzahl von Bereichen mit verschmolzenen Fasern ausgebildet wird, beträgt die Fläche jedes Bereichs mit verschmolzenen Fasern vorzugsweise mindestens 0,05 mm², noch bevorzugter 0,05 bis 3 mm² (z. B. 0,25 mm²). Wenn der Bereich mit verschmolzenen Fasern eine lineare Form hat, beträgt die Breite des Bereichs mit verschmolzenen Fasern vorzugsweise mindestens 0,2 mm, noch bevorzugter etwa 0,2 bis etwa 3 mm.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels wird jeder vordere und hintere Oberflächenabschnitt aus einer Lage eines Verbundmaterials oder einem Verbundlagenmaterial gebildet, das ein Laminat aus einer Faserfilterschicht und einer Stützschicht umfaßt.
Wie es in Fig. 11 gezeigt ist, ist diese Lage des Verbundmaterials 13, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ein Laminat aus einer Faservliesschicht 14 für die Faserfilterschicht und einer Faservliesschicht 15 für die Stützschicht, und beide Faservliesschichten 14 und 15 sind durch Bereiche 16 mit verschmolzenen Fasern miteinander verbunden. Die funktionelle Wirkung und die Art des Bereichs 16 mit verschmolzenen Fasern sind wie oben aufgeführt. Wenn die Faserfilterschicht und die Stützschicht durch die Bereiche mit verschmolzenen Fasern miteinander laminiert und verbunden sind, werden die Filterwirkung verbessert, die mechanische Festigkeit erhöht und die Klarheit des Extraktes verbessert.
Die Lage des Verbundmaterials umfaßt gegebenenfalls eine oder zwei Lagen eines Faservlies für die Faserfilterschicht, die zwischen den beiden Lagen des Faservlies für die Stützschicht angeordnet ist (sind) oder umfaßt eine oder zwei Lagen des Faservlies für die Stützschicht, die zwischen zwei Lagen des Faservlies für die Faserfilterschicht angeordnet ist (sind). Die Lage des Verbundmaterials umfaßt außerdem gegebenenfalls zwei Lagen Faservlies für die Stützschicht und zwei Lagen Faservlies für die Faserfilterschicht, die im Wechsel oder in einer anderen frei wählbaren Reihenfolge miteinander laminiert sind.
In jedem Fall beträgt das gesamte Basisgewicht der Lage des Verbundmaterials vorzugsweise 20 bis 30 g/m², die gesamte Dicke beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels werden das Faservlies für die Faserfilterschicht oder die Lage des Verbundmaterials, die das Faservlies für die Faserfilterschicht und das Faservlies für die Stützschicht umfaßt, nach einem bestimmten Programm teilweise erwärmt, so daß Bereiche mit verschmolzenen Fasern gebildet werden. Bei dieser Behandlung können die Bereiche mit verschmolzenen Fasern im wesentlichen transparent gemacht werden, indem der Grad der Erwärmung und der Kompression geregelt werden. Das Faservlies oder die Lage des Verbundmaterials mit den Bereichen mit verschmolzenen Fasern wird zu einer bestimmten Größe zurechtgeschnitten und zu einem beutelförmigen Teil geformt, das die bestimmte Form und eine Öffnung aufweist. Durch diese Öffnung wird eine bestimmte Kaffeemenge in das beutelförmige Teil gefüllt, und diese Öffnung wird anschließend verschlossen. Bei einem frei wählbaren Schritt im obengenannten Verfahren wird das Aufhängeteil an dem beutelförmigen Teil angebracht.
Wenn eine Extraktion unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels durchgeführt wird, wird der Filterbeutel in ein Gefäß (Tasse) gegeben und heißes Wasser wird in dieses Gefäß gegossen, und der Beutel wird in der Tasse mit Hilfe des Aufhängeteils geschwenkt, wodurch innerhalb kurzer Zeit ein klarer Extrakt erhalten werden kann.
Das erfindungsgemäße beutelförmige Teil war als Kaffeefilterbeutel besonders vorteilhaft, weil es ein angemessenes Hindurchdringen feiner Kaffeepartikel erlaubt und die Öl- und Fettkomponente angemessen adsorbieren und auffangen kann. Der Filterbeutel ermöglicht es folglich, innerhalb kurzer Zeit mit einem einfachen Verfahren einen Kaffee-Extrakt mit hoher Qualität herzustellen.
Der erfindungsgemäße Kaffeefilterbeutel umfaßt ein beutelförmiges Teil mit einem vorderen und einem hinteren Oberflächenabschnitt, die aus dem obengenannten Kaffeefiltermaterial bestehen, und folglich hat dieser Kaffeefilterbeutel eine sehr hohe Filterwirkung, verhindert das Hindurchgehen fester Partikel und kann eine extrahierte Öl- und Fettkomponente aus dem Kaffee-Extrakt adsorbieren und entfernen. Da im vorderen und hinteren Oberflächenabschnitt Bereiche mit verschmolzenen Fasern ausgebildet sind, wird darüber hinaus eine Verschiebung oder das Herunterfallen der feinen Fasern im Filtermaterial verhindert, und der hohe Wert der mechanischen Festigkeit bleibt erhalten.
Indem die Bereiche mit verschmolzenen Fasern im wesentlichen transparent gemacht werden, wird es außerdem möglich, den Extraktionszustand im Beutel zu beobachten und den Extraktionsgrad festzustellen.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Kaffeefilterbeutels kann folglich aus dem Kaffee im Beutel innerhalb kurzer Zeit mit einer hohen Extraktionsleistung ein klarer Extrakt erhalten werden, der ohne Öl- und Fettkomponente und feines festes Pulver ist.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele detailliert beschrieben.
In diesen Beispielen wurden die Verteilung der feinen Poren im Faservlies und die Adsorption der Öl- und Fettkomponente des Kaffees nach den nachfolgend beschriebenen Verfahren bestimmt.

Verfahren zur Messung der Verteilung der feinen Poren

Nach dem Verfahren des Tränkens mit Quecksilber wurde Quecksilber in eine Probe gedrückt, die aus Faservlies bestand; die in die Probe eingedrungene Quecksilbermenge wurde gemessen, wobei der einpressende Druck im Bereich von 2,8 · 10³ bis 6,9 · 10&sup7; Pa (0,4 bis 10 000 psi) geändert wurde; und die Kurve der Porenverteilung und das Porenvolumen y (cm³/g) wurden aus den resultierenden Werten bestimmt. Der kumulative Wert der Porenvolumina wurde von der Seite des geringen Porenradius beginnend berechnet, und es wurde der maximale Porenradius r&sub3;&sub0; (um), r&sub5;&sub0; (um) oder r&sub7;&sub0; (um) bestimmt, die dem kumulativen Wert des Porenvolumens entsprechen, der 0,3y, 0,5y oder 0,7y erreichte. Es muß darauf hingewiesen werden, daß der Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung des Quecksilbers als 130º bzw. 484 dyne/cm angesehen wurden.

Verfahren zur Messung der Adsorption der Öl- und Fettkomponente

Eine Faservliesprobe mit einer Fläche von 100 cm² (10 cm · 10 cm) wurde an ein Drahtnetz aus rostfreiem Stahl befestigt und schräg in einem Becher mit einem Innenvolumen von 1000 ml angebracht. Der Becher wurde mit einer Mischung aus 400 ml destilliertem Wasser und 1,0 g einer Öl- und Fettkomponente gefüllt, die aus Kaffee extrahiert worden war, und die Mischung wurde in diesem Becher auf einer elektrischen Heizvorrichtung bis zum Sieden erwärmt. Beim Sieden zirkulierte die Öl- und Fettkomponente durch die Konvektion auf der Oberfläche der Mischung in Form feiner Partikel und wurde mit der Faservliesprobe in Kontakt gebracht, wodurch die feinen Partikel der Öl- und Fettkomponente auf der Faservliesprobe adsorbiert wurden. Dieses Verfahren wurde 5 Minuten lang durchgeführt, wodurch die Öl- und Fettkomponente des Kaffees vollständig auf der Faservliesprobe absorbiert wurde. Die Faservliesprobe wurde aus dem Becher entnommen und in einen Erlenmeyerkolben mit einem Innenvolumen von 300 ml gegeben, und in diesen Kolben wurden 100 ml Diethylether gefüllt, und die adsorbierte Öl- und Fettkomponente wurde in einem Ultraschall-Waschgerät extrahiert. Die Faservliesprobe wurde aus dem Kolben genommen und mit Diethylether gewaschen. Die Diethyletherfraktion wurde mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend bei reduziertem Druck weitergetrocknet. Die abgetrennte Öl- und Fettkomponente wurde gewogen. Die Reinheit der gewonnenen Öl- und Fettkomponente wurde durch Vergleich der Chromatogramme bestimmt, die mit einer Säule (Lichrsolb Si-60) mit einem Durchmesser von 4,0 mm und einer Länge von 25 cm erhalten wurden.
Die aus dem bei diesem Versuch verwendeten Kaffee extrahierte Öl- und Fettkomponente wurde erhalten, indem zu 150 g mittelfein gemahlenem Kaffeepulver 1000 ml Diethylether gegeben wurden, 2 Stunden lang extrahiert, der Extrakt mit Filterpapier filtriert, das Lösungsmittel bei reduziertem Druck durch Destillation entfernt und der Rückstand durch Kieselgel-Chromatographie gereinigt wurde, wobei ein gemischtes Lösungsmittel verwendet wurde, das aus Ethylether und Hexan in einem auf das Gewicht bezogenen Mischungsverhältnis von 2/8 bestand.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1

Im Beispiel 1 wurde ein Faservlies (das aus aufgespaltenen Fasern bestand, und das daher außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt) für die Faserfilterschicht, die aus ultrafeinen Polypropylenfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 15 um bestand, mit Faservlies für die Stützschicht laminiert, das aus verschmelzbaren Fasern bestand, die als Hauptkomponente ein Polyethylenharz umfassen, und beide Schichten wurden teilweise miteinander verschmolzen, um eine zweischichtige Verbundlage zu bilden.
Das Faservlies aus Polypropylenfasern für die Faserfilterschicht wies die folgenden Eigenschaften auf:
Basisgewicht x: 18 g/m²
Kumulatives Porenvolumen y: 6,8 cm³/g
r&sub3;&sub0;: 9 um
r&sub5;&sub0;: 18 um
r&sub7;&sub0;: 35 um
Adsorption der Öl- und Fettkomponente: 2,75 g/g
Die Luftdurchlässigkeit der Verbundlage betrug etwa 200 cm³/cm² · s.
Mit dieser Verbundlage wurde ein beutelförmiges Teil für einen Kaffeebeutel hergestellt. Die maximale Größe der feinen Partikel in der Fraktion auf der Seite der kleinen Partikel betrug etwa 10 um, wobei diese Fraktion 50% des Gesamtvolumens der Kaffeepartikel bildete, die durch diesen Filterbeutel hindurchgegangen waren.
Das beutelförmige Teil wurde mit 8 g fein gemahlenem Röstkaffeepulver gefüllt, und das beutelförmige Teil wurde verschlossen, so daß ein. Kaffeebeutel gebildet wurde. Der Kaffeebeutel wurde in ein Gefäß gegeben und 150 ml heißes Wasser mit 95ºC wurden eingefüllt. Der Beutel wurde 90 Sekunden lang in diesem heißen Wasser geschüttelt. Bei Be obachtung des erhaltenen Kaffee-Extraktes zeigte sich, daß kein Niederschlag aus feinen Partikeln und keine schwimmende Öl- und Fettkomponente auftrat, und der Kaffee-Extrakt wies eine angemessene Konzentration und ein angenehmes Aroma und eine hohe Qualität auf.
Im Vergleichsbeispiel 1 wurde Faservlies hergestellt, das aus Polypropylenfasern bestand, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 30 um aufweisen. Dieses PP-Faservlies wies eine Luftdurchlässigkeit von 270 cm³/cm² · s auf.
Die Eigenschaften dieses PP-Faservlies lauteten wie folgt:
x: 20 g/m²
y: 4,5 cm³/g
r&sub3;&sub0;: 45 um
r&sub5;&sub0;: 58 um
r&sub7;&sub0;: 93 um
Adsorption der Öl- und Fettkomponente: 1,35 g/g
Der Kaffeebeutel wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt, und mit diesem Kaffeebeutel wurde ein Kaffee-Extrakt hergestellt. Dieser Kaffee-Extrakt hatte eine ähnliche Konzentration wie der im Beispiel 1 erhaltene Kaffee-Extrakt, es wurde jedoch beobachtet, daß auf der Flüssigkeitsoberfläche eine Öl- und Fettkomponente schwamm, am Boden des Gefäßes fand sich eine große Menge gefällter feiner Partikel, und folglich hatte der resultierende Kaffee-Extrakt eine geringe Qualität. Die Menge der gefällten feinen Partikel betrug 350 mg und die Größe der Partikel verteilte sich über einen großen Bereich von 50 bis 100 um.

Beispiele 2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 2 bis 4

(Beispiel 4 liegt außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung) In den Beispielen 2 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 2 bis 4 wurden Kaffeefilterbeutel hergestellt, indem Kaffeefiltermaterialien verwendet wurden, die aus Faservlies für die Faserfilterschicht und Faservlies für die Stützschicht bestanden, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind. Die Kaffee-Extraktionsleistungen dieser Kaffeefilterbeutel wurden miteinander wie folgt verglichen.
6 g mittelfein gemahlenes Kaffeepulver wurden in ein beutelförmiges Teil mit 5 cm · 7 cm gefüllt, das aus dem in Tabelle 1 gezeigten Filtermaterial bestand, und das beutelförmige Teil wurde verschlossen und ein Faden zum Aufhängen wurde an dem beutelförmigen Teil angebracht, wodurch ein Kaffeefilterbeutel hergestellt wurde. Der Kaffeebeutel wurde in einen Becher mit einem Innenvolumen von 200 ml gegeben, und etwa 15 ml heißes Wasser mit 95ºC wurden in den Becher gegossen. Der Inhalt im Becher wurde 40 Sekunden lang mit Dampf behandelt, und anschließend wurden noch etwa 135 ml heißes Wasser mit 95ºC in den Becher gegossen (die Gesamtmenge des heißen Wassers betrug 150 ml), und der Kaffeebeutel wurde 50 Sekunden lang im heißen Wasser gelassen. Der Beutel wurde 15 mal mit dem Faden zum Aufhängen senkrecht bewegt, wodurch der Kaffee extrahiert wurde. Der Beutel wurde dann aus dem Becher genommen, und der erhaltene Kaffee-Extrakt wurde nach den folgenden Punkten ausgewertet.

Konzentration des Extraktes:

Der Kaffee-Extrakt wurde durch einen Membranfilter mit einer durchschnittlichen Porengröße von 0,45 um filtriert, um die feinen Partikel vom Kaffee-Extrakt zu entfernen, und die Kaffeekonzentration des Filtrats wurde bestimmt, indem das Absorptionsvermögen des Filtrats bei einer Wellenlänge von 750 nm mit einem Spektrophotometer gemessen wurde. Ein größerer Meßwert zeigt eine höhere Konzentration.

Transparenz:

Bei einem Kaffee-Extrakt und einem Filtrat, das durch Filtrieren dieses Kaffee-Extrakts mit einem Membranfilter mit einer durschnittlichen Porengröße von 0,45 um erhalten wurde, um die feinen Kaffeepartikel zu entfernen, wurde das Absorptionsvermögen (%) bei einer Wellenlänge von 750 nm mit einem Spektrophotometer gemessen. Es wurde die Differenz zwischen dem Absorptionsvermögen beider Flüssigkeiten bestimmt, und die Transparenz des Kaffee-Extraktes wurde durch diese Differenz ausgedrückt. Je größer der Wert dieser Differenz ist, desto größer ist die Menge der schwimmenden feinen Partikel, und desto geringer ist die Transparenz.

Gefälltes Material:

Ein Becher wurde mit 150 ml Kaffee-Extrakt gefüllt, 5 Minuten lang stehengelassen und das Trockengewicht (mg) des am Boden gefällten feinen Pulvers wurde gemessen.

Schwimmendes Öl und Fett:

Die Ausbreitung der Öl- und Fettkomponente, die auf der Oberfläche schwimmt, wurde sensorisch ausgewertet. Die Probe, bei der im wesentlichen keine Öl- und Fettkomponente beobachtet wurde, wurde als Klasse 5 bezeichnet, und die Probe, bei der die Öl- und Fettkomponente nahezu auf der gesamten Oberfläche der Flüssigkeit schwamm, wurde als Klasse 1 bezeichnet. Der Grad der Ausbreitung der schwimmenden Öl- und Fettkomponente wurde auf der Basis dieser Standardwerte in fünf Klassen eingeteilt.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Anmerkungen:

Material:

PPMB: Faservlies aus aus der Schmelze geblasenem Polypropylen
NyMB: Faservlies aus aus der Schmelze geblasenem Nylon
PPSB: Spinnvlies aus Polypropylen
NySB: Spinnvlies aus Nylon
Pu/R/PP: Durch Wärme verbundenes Faservlies aus Zellstoff/Rayon/Polypropylen

Stützschicht:

(a): Spinnvlies aus Polypropylen
(b): Durch Wärme verschmolzenes Faservlies aus Polyethylen
(c): Spinnvlies aus Nylon

Claims

1. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel, das eine Schicht aus einem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies (11, 14) aufweist, welches aus Polypropylen-Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 15 um oder weniger besteht, wobei das schmelzgeblasene Filter- Faservlies die Beziehungen (1) bis (4) erfüllt:

3 ≤ x ≤ 30 (1)

y ≥ 0,2x (2)

3 ≤ r&sub3;&sub0; (3)

und

r&sub7;&sub0; ≤ 50 (4)

worin x das Basisgewicht (g/m²) des schmelzgeblasenen Filter-Faservlieses, y den kumulativen Volumenwert (cm³/g) der feinen Poren in dem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies, bestimmt mit einem Quecksilber-Porosimeter, r&sub3;&sub0; den Radius (um) der feinen Poren, der beobachtet wird, wenn die Volumina der feinen Poren in dem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies von der Seite des kleinen Porenradius her kumuliert werden und der kumulative Volumenwert gleich 0,3y wird, und r&sub7;&sub0; den Radius (um) der feinen Poren, der beobachtet wird, wenn die Volumina der feinen Poren in dem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies von der Seite des kleinen Porenradius her kumuliert werden und der kumulative Volumenwert gleich 0,7y wird, darstellt, und das schmelzgeblasene Filter-Faservlies in der Lage ist, mindestens 0,5 g/g der aus Kaffee im feuchten Zustand extrahierten Öl- und Fettkomponente zu adsorbieren, dadurch gekennzeichnet, daß das beutelförmige Teil gegenüberliegende vordere und hintere Oberfläche (5, 6), die die Schicht aus dem schmelzgeblasenen Filter-Faservlies (11, 14) enthalten, einen geschlossenen Randbereich (7) und einen oberen Endbereich besitzt, wobei der obere Endbereich nach dem Einfüllen des Kaffeepulvers verschlossen wird, wobei jeder der vorderen und hinteren Oberflächenbereiche eine Mehrzahl an Flächenbereichen (12) mit Faser-Schmelzverbindung besitzt, wobei in den Flächenbereichen ein Teil der Polypropylen-Fasern in der Filterschicht an andere Teile der Fasern in der Filterschicht schmelzgebunden ist.

2. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl an Flächenbereichen mit Faser-Schmelzverbindung eine Gesamtfläche hat, die 5 bis 40% der Gesamtfläche der Filterschicht entspricht.

3. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem jeder der Flächenbereiche mit Faser-Schmelzverbindung eine Fläche von 0,05 bis 3 mm² hat.

4. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Flächenbereiche mit Faser-Schmelzverbindung in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

5. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Flächenbereiche mit Faser-Schmelzverbindung im wesentlichen transparent sind.

6. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Stützschicht (15), die mindestens eine Lage eines verstärkenden Textilerzeugnisses ohne wesentlichen Einfluß auf die Filtereigenschaft der Filter-Faservlies-Schicht aufweist, mit der Filter-Faservlies-Schicht (14) zur Bildung eines zusammengesetzten Verbundlagenmaterials (13) laminiert und verbunden ist, und bei dem die vorderen und hinteren Oberflächenbereiche das zusammengesetzte Verbundlagenmaterial aufweisen.

7. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß Anspruch 6, bei dem das Verbundlagenmaterial eine Luftdurchlässigkeit von 10 bis 250 cm³/cm² · s hat.

8. Beutelförmiges Teil für einen Kaffeefilterbeutel gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem in dem zusammengesetzten Verbundlagenmaterial (13) die schmelzgeblasene Filter-Polypropylenfaser-Vliesschicht mit Flächenbereichen (12), in denen ein Teil der Polypropylenfasern an andere Teile der Fasern schmelzgebunden ist, und die Stützschicht in einer Mehrzahl von Flächenbereichen (16) mit Faser-Schmelzverbindung, in denen Teile der Polypropylenfasern in der Filterschicht miteinander und mit der Stützschicht schmelzverbunden sind, örtlich miteinander schmelzverbunden sind.

9. Kaffeefilterbeutel, aufweisend:

ein beutelförmiges Teil (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8;

Kaffeepulver (3), das in dem beutelförmigen Teil enthalten ist; und

ein Aufhängeteil (4), das an mindestens einem seiner Endbereiche an dem beutelförmigen Teil befestigt ist.