JP2020006064A

JP2020006064A - コーヒー濾紙

Info

Publication number: JP2020006064A
Application number: JP2018131988A
Authority: JP
Inventors: 明奈良; Akira Nara; 隆志白石; Takashi Shiraishi
Original assignee: Nippon Paper Papylia Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Papylia Co Ltd
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: JP7168362B2; CN112367883A; WO2020012946A1

Abstract

【課題】本格的な風味を有し、雑味の少ないコーヒー飲料を抽出することのできる機械抽出用のコーヒー濾紙を提供する。【解決手段】１５μｍ以上の気孔径割合が４０％以上、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％以下であるコーヒー濾紙。【選択図】なし

Description

本発明は、機械抽出用のコーヒー濾紙に関する。

カップ式で１杯ずつ豆を挽くタイプのコーヒー抽出機械が、コンビニエンスストア、レストラン、自動販売機等で利用されている。
コーヒー抽出機械ではロール状に巻き取られたコーヒー濾紙が使用されている。コーヒー抽出機械では、ロールから引き出されたコーヒー濾紙が抽出機（ブリュワー）に挟まれた状態でコーヒー豆粉末とお湯が注がれてコーヒー飲料が抽出され、抽出されたコーヒー飲料がコーヒー濾紙で濾過されてカップに注がれる。抽出後のコーヒー濾紙は、抽出後のコーヒー豆粉末を載せたまま紙送りローラーで送られて排出される。

機械抽出用のコーヒー濾紙には、コーヒー飲料抽出後の湿潤状態における断紙や破れ等によるトラブルが起こりにくいことが要求されており、本発明者らは、特許文献１（本願出願時において未公開）において、十分な縦方向の乾燥引張強さと湿潤引張強さ、優れた吸水特性を有するコーヒー濾紙を提案している。

近年、コンビニエンスストアでは、コーヒー抽出機械で抽出するセルフコーヒーが集客手段として注目されている。このような店頭でのセルフコーヒーは、注文が集中する通勤時間帯等に速やかにコーヒー飲料を提供するため、豆を挽いてからカップに注ぐまでの総抽出時間が短いことが要求され、コーヒー濾紙には、高い濾水性が要求される。
しかし、コーヒー濾紙の濾水性を高くすると、気孔径が大きくなりやすく、気孔径が大きなコーヒー濾紙でコーヒー飲料を抽出した場合、コーヒー飲料に豆の微粒子（以下、微粉ともいう）が多量に含まれ、雑味が強くなるという問題がある。逆に、気孔径が小さすぎると、総抽出時間が長くなり、また、微粉がコーヒー飲料にほとんど含まれず、風味が弱くなる場合がある。

特願２０１７−２２６６２号

本発明は、本格的な風味を有し、雑味の少ないコーヒー飲料を抽出することのできる機械抽出用のコーヒー濾紙を提供することを課題とする。

本発明の課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
１．１５μｍ以上の気孔径割合が４０％以上、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％以下であることを特徴とするコーヒー濾紙。
２．前記１５μｍ以上の気孔径割合が４５％以上であることを特徴とする１．に記載のコーヒー濾紙。
３．前記３０μｍ以上の気孔径割合が１７％以下であることを特徴とする１．または２．に記載のコーヒー濾紙。
４．製紙用繊維中の木材パルプの含有量が３０質量％以下であることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載のコーヒー濾紙。

本発明のコーヒー濾紙は、特定の気孔径分布を満足することにより、本格的な風味を有し、雑味の少ないコーヒー飲料を、抽出することができる。

本発明のコーヒー濾紙は、１５μｍ以上の気孔径割合が４０％以上、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％以下であることを特徴とする。なお、機械抽出用である本発明のコーヒー濾紙は、ハンドドリップ用のコーヒーフィルタとは、濾水性、耐水性、強度等の物性が大きく異なる別物品である。

（紙基材）
本発明のコーヒー濾紙に用いられる紙基材を製造するための製紙用繊維の種類は特に限定されず、針葉樹パルプ、広葉樹パルプなどの木材パルプ、亜麻、ケナフ、楮、みつまたなどの靭皮繊維、バガス、竹、エスパルトなどの硬質繊維、コットンパルプなどの種子毛繊維、マニラ麻パルプ、サイザル麻パルプなどの葉脈繊維といった非木材パルプ、合成繊維（ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維）などの１種または２種以上を用いることができる。また、パルプとしては、クラフト蒸解法、酸性・中性・アルカリ亜硫酸塩蒸解法、ソーダ塩蒸解法等による化学パルプ、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を使用できる。

上記したように、本発明において使用する製紙用繊維は特に限定されないが、製紙用繊維中の木材パルプの含有量を３０質量％以下とすることにより、本発明の気孔径分布を満足する紙基材を抄紙しやすくなる。目的とする紙基材の製造しやすさの点からは、木材パルプの含有量は２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、木材パルプを含まないことが最も好ましい。また、木材パルプ以外のパルプとして麻パルプを用いることにより、本発明の気孔径分布を満足する紙基材を抄紙しやすくなる。

（添加剤）
本発明のコーヒー濾紙は、本発明の気孔径分布を満足する限り、食品向け用紙の自主基準、ＦＤＡ認可などへの問題がなければ、必要に応じて各種添加剤を使用することが可能である。添加剤としては、コーヒー濾紙に要求される湿潤強度、サイズ性、吸水特性を満足するために、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、サイズ剤を含むことが好ましい。

（湿潤紙力増強剤）
本発明において、湿潤紙力増強剤は、特に限定されるものではなく、ジアルデヒドグアーガム、グリオキサール変性ポリアクリルアミド（アクリルアミド−ジアリルジメチルアンモニウムクロライド共重合物）、ポリアミドエピクロロヒドリン、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン、ポリアミンエピクロロヒドリン、ポリエチレンイミンなどが使用できる。

（乾燥紙力増強剤）
本発明において、乾燥紙力増強剤は、特に限定されるものではなく、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシメチルグアーガム、ポリアクリルアミド、グリオキサール変性ポリアクリルアミド（アクリルアミド−ジアリルジメチルアンモニウムクロライド共重合物）、ヒドロキシプロピルグアーガムなどが使用できる。

（サイズ剤）
本発明において、サイズ剤は、特に限定されるものではなく、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、スチレン・アクリルニトリル共重合体、アニオン性ポリウレタン、スチレン・無水マレイン酸共重合体などが使用できる。

（製造方法）
本発明のコーヒー濾紙の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、製紙用繊維と、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、他の添加剤等を含む紙料から紙基材を抄紙し、紙基材にサイズ剤等を含む塗工液を塗工する方法が挙げられる。
紙基材の抄紙方法は、特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網抄紙機、オントップフォーマー、ギャップフォーマー、円網抄紙機、短網抄紙機、傾斜短網抄紙機等を用いて行うことができる。また、乾燥工程は、多筒式シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風ドライヤーなど適宜選定することができる。塗工液の塗工方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレスやニップコート等の方式によって塗工することができる。

（気孔径割合）
本発明のコーヒー濾紙は、１５μｍ以上の気孔径割合が４０％以上であることにより、短い抽出時間で、本格的な風味を有するコーヒー飲料を抽出することができる。１５μｍ以上の気孔径割合は、４５％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。
一方、本発明のコーヒー濾紙は、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％以下であることにより、雑味の少ないコーヒー飲料を抽出することができる。３０μｍ以上の気孔径割合は、１７％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
なお、本発明において、気孔径割合は、細孔直径分布測定装置パームポロメーター（米国ＰＭＩ社型番ＣＦＰ−１２００Ａ）を用い、測定液（米国ＰＭＩ社ＳＩＬＷＩＣＫ）に浸したサンプルに空気圧を加えていき、湿潤状態の空気流量と乾燥状態の空気流量の比から気孔径分布を求め、この気孔径分布から算出した値である。

（坪量）
本発明のコーヒー濾紙の坪量は、１８ｇ／ｍ^２以上３０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。坪量が１８ｇ／ｍ^２より小さいと紙力が低下して断紙、破れが起こりやすくなる。坪量が３０ｇ／ｍ^２より大きいと濾水性が低下して総抽出時間が長くなる場合がある。また、１５μｍ以上の気孔径割合が小さくなり、コーヒー飲料の風味が弱くなる場合がある。坪量は、２０ｇ／ｍ^２以上２５ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい
（厚さ）
コーヒー濾紙の厚さは、５５μｍ以上９０μｍ以下が好ましい。コーヒー濾紙の厚さが５５μｍより薄いと３０μｍ以上の気孔径割合が大きくなり、コーヒー飲料に雑味が生じる場合がある。コーヒー濾紙の厚さが９０μｍより厚いと単位長さ当たりのロール径が大きくなるため、抽出機械へのコーヒー濾紙の補充頻度が高くなる。コーヒー濾紙の厚さは、６０μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。

（引張強度）
本発明のコーヒー濾紙は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準じて測定した縦方向の乾燥引張強さが、１．６ｋｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。また、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準じて測定した縦方向の湿潤引張強さが、０．６ｋｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。縦方向の引張強度が上記した値未満であると、コーヒー濾紙が排出される際に断紙が発生しやすくなる。縦方向の乾燥引張強度は、２．０ｋｇ／１５ｍｍ以上であることがより好ましく、湿潤引張強さは、０．８ｋｇ／１５ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、この湿潤引張強さは、サイズ剤を除去した後に測定した値である。

（クレム吸水高さ）
本発明のコーヒー濾紙は、ＪＩＳＰ８１４１に準じて測定した１０ｍｉｎ後のクレム吸水高さが、２ｍｍ以下であることが好ましい。このクレム吸水高さが２ｍｍより大きいと、コーヒー濾紙に液体がにじみやすいため、濡れたコーヒー濾紙が抽出器等に張り付いて剥がれにくくなり、排出時に破れ（穴あき）が発生しやすくなる。本発明のコーヒー濾紙において、このクレム吸水高さは１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、０ｍｍであることが最も好ましい。

（濾水時間）
本発明のコーヒー濾紙は、濾水時間（サイズ剤を除去した後、ＪＩＳＰ３８０１（１９９５）に準拠して測定した、ヘルツベルヒ濾過度試験器を用いて１００ｍｌの水が紙を通過する時間）が１．８秒以上５．０秒以下であることが好ましい。この濾水時間が１．８秒未満だと、抽出が十分に行えず、コーヒー飲料の風味が薄くなる。また、この濾水時間が５．０秒より長いと、抽出時間が長くなる。この濾水時間は、２．０秒以上４．０秒以下であることがより好ましく、２．２秒以上３．０秒以下であることがさらに好ましい。

＜実施例１＞
離解処理したマニラ麻パルプ１００質量％を抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２２．０ｇ／ｍ^２目標で抄造した原紙を得た。
得られた原紙を、ポリアミドエピクロロヒドリン（日本ＰＭＣ社製、商品名：カイメン５５７Ｈ）１．８％、ポリアクリルアミド（荒川化学工業社製、商品名：ポリストロン１１７）１．８％塗工液でサイズプレス塗工し、一度乾燥を行った後、アルキルケテンダイマー（荒川化学工業社製、商品名：サイズパインＫ―９０３―２０）２．５％塗工液をサイズプレス塗工し、コーヒー濾紙を得た。

＜実施例２＞
離解処理したマニラ麻パルプ１００質量％を抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２０．０ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙を得た。
＜実施例３＞
離解処理したマニラ麻パルプ１００質量％を抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量１８．５ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙を得た。

＜実施例４＞
離解処理したマニラ麻パルプ７０質量％、離解処理した広葉樹パルプ３０質量％を混合したものを抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２２．０ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙を得た。
＜実施例５＞
離解処理したマニラ麻パルプ８５質量％、離解処理したコットンパルプ１５質量％を混合したものを抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２２．０ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙を得た。

＜比較例１＞
離解処理したマニラ麻パルプ７０質量％、離解処理した広葉樹パルプ３０質量％を混合したものを抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２６．５ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙の紙を得た。
＜比較例２＞
離解処理したマニラ麻パルプ７０質量％、離解処理したコットンパルプ３０質量％を混合したものを抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量２２．０ｇ／ｍ^２目標で抄造した以外は、実施例１と同様にしてコーヒー濾紙を得た。

物性の測定方法
（気孔径（バブルポイント、平均気孔径、気孔径割合））
得られたコーヒー濾紙から直径２５ｍｍのサンプルを打ち抜いた。
細孔直径分布測定装置パームポロメーター（米国ＰＭＩ社製、型番：ＣＦＰ−１２００Ａ）を用い、測定液（米国ＰＭＩ社製、商品名：ＳＩＬＷＩＣＫ）に浸したサンプル（測定面積はφ１６ｍｍ程度）に圧力を加えていき、湿潤状態の空気流量と乾燥状態の空気流量を測定した。

気孔径割合は、乾燥状態時と湿潤状態時の空気流量の比により算出した気孔径分布から求めた。
バブルポイント（最大気孔径）は、空気が貫通し始める圧力から換算される気孔径をバブルポイントとした。
平均気孔径（平均流量細孔径）は、乾燥状態の測定における圧力、流量曲線の１／２の傾きを示す曲線と、湿潤状態の測定における曲線が交わる点の圧力から平均気孔径を換算した。圧力と気孔径の換算は下記式１を用いた。
ｄ＝Ｃ・γ／Ｐ（式１）
（上記式１において、「ｄ（μｍ）」はサンプルの気孔径、「γ（ｍＮ／ｍ）」は測定体の表面張力、「Ｐ（Ｐａ）」は圧力、「Ｃ」は定数を表す。）

（坪量、厚さ）
坪量はＪＩＳＰ８１２４に、厚さはＪＩＳＰ８１１８に準拠して測定した。
（引張強さ）
乾燥引張強さは、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮＯ．７１に準拠して測定した。
湿潤引張強さは、試験サンプル（幅１５ｍｍ、長さ２５ｍｍ程度）を、界面活性剤水溶液（第一工業製薬株式会社製、商品名：ネオコールＳＷ−Ｃ）に充分に浸漬し、流水で洗浄してサイズ剤を除去し、ろ紙で挟み込んで表面に付着した余剰な水分を取り除いた後に、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮＯ．７１に準拠して測定した。

（クレム吸水度）
クレム吸水度はＪＩＳＰ８１４１準拠して測定した。
（濾水時間）
濾水時間は、試験サンプル（５０〜１００ｍｍ角程度）を、界面活性剤水溶液（第一工業製薬株式会社製、商品名：ネオコールＳＷ−Ｃ）に充分に浸漬し、流水で洗浄してサイズ剤を除去した後、ＪＩＳＰ３８０１（１９９５）に準拠し、ヘルツベルヒ濾過度試験器を用いて１００ｍｌの水が紙を通過する時間を測定した。

コーヒーの物性の測定方法
（コーヒーの抽出方法）
業務用のコーヒー抽出機械に、上記で製造したコーヒー濾紙をセットし、市販のコーヒー豆粉末（ＡＧＦ社製、商品名：スターバックスハウスブレンド）からコーヒー飲料を抽出した。
（コーヒー飲料中の粒子数）
抽出したコーヒー飲料１０ｍＬを、シリンジサンプラにより微粒子計測器（リオン社製液中パーティクルカウンタ、型番：ＫＳ―４２Ｄ）に吸引し、２．０μｍ以上の粒子の粒径と個数濃度を測定した。

（コーヒー飲料の味）
十分に訓練したパネラー１名が、抽出したコーヒー飲料の味について下記基準で評価した。
風味３：濃い
２：若干薄い
１：薄い
雑味３：雑味が少ない
２：若干雑味がある
１：雑味が強い

「結果」
１５μｍ以上の気孔径割合が２０％程度の比較例１で製造したコーヒー濾紙を用いて抽出したコーヒー飲料は、１５μｍ以上の粒子径の粒子数が少なく、風味が薄かった。また、比較例１で製造したコーヒー濾紙は、濾水性が低く、コーヒー飲料の濾過時間が他に比べて長かった。３０μｍ以上の気孔径割合が２５％程度の比較例２で製造したコーヒー濾紙を用いて抽出したコーヒー飲料は、３０μｍ以上の粒子径の粒子数が多く、雑味が強かった。

それに対し、１５μｍ以上の気孔径割合が７０％程度、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％程度である実施例３及び５で製造したコーヒー濾紙を用いて抽出したコーヒー飲料は、３０μｍ以上の粒子径の粒子数がやや多いものの、風味は濃く、雑味は若干ある程度であった。１５μｍ以上の気孔径割合が４５％程度、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が５％程度である実施例４で製造したコーヒー濾紙を用いて抽出したコーヒー飲料は、１５μｍ以上の粒子径の粒子数がやや少ないものの、風味は若干薄い程度で、雑味は少なかった。
さらに、１５μｍ以上の気孔径割合が６０％程度、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が１５％程度である実施例１及び２で製造したコーヒー濾紙を用いて抽出したコーヒー飲料は、１５μｍ及び３０μｍ以上の粒子径の粒子数は多すぎず少なすぎず、風味は濃く、雑味は少なく、美味しいコーヒーであった。

Claims

１５μｍ以上の気孔径割合が４０％以上、かつ、３０μｍ以上の気孔径割合が２０％以下であることを特徴とするコーヒー濾紙。
前記１５μｍ以上の気孔径割合が４５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のコーヒー濾紙。
前記３０μｍ以上の気孔径割合が１７％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のコーヒー濾紙。
製紙用繊維中の木材パルプの含有量が３０質量％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコーヒー濾紙。