JP3037436B2 - 抽出飲料のためのフィルタ、特にコーヒーフィルタと、このようなフィルタを製造するための方法 - Google Patents

抽出飲料のためのフィルタ、特にコーヒーフィルタと、このようなフィルタを製造するための方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、抽出飲料のためのフィルタ、特にコーヒー
フィルタであって、気孔を有している形式のものに関す
る。又、本発明は、このようなフィルタを製造するため
の方法に関する。
出願人の商品名「フィルタートゥーテン（Filtertuet
en）」のような、紙製のコーヒーフィルタが公知であ
る。このコーヒーフィルタは、表面積を拡大するために
クレープ仕上げされていて、目では見えない、若しくは
殆ど見えない気孔を有している。ドイツ連邦共和国実用
新案第6939904号明細書に記載されたコーヒーフィルタ
は５〜20μｍの気孔サイズを有していて、この孔によ
り、芳香性のコロイド粒子がフィルタを通過することが
可能にされる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2802240号明細書、
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3434687号明細書、ド
イツ連邦共和国特許出願公開第3642898号明細書により
公知の、プラスチック製若しくは金属製のフォイル状の
材料から成るコーヒーフィルタには、縁部の角張った孔
若しくは気孔が形成されている。
本発明の課題は、抽出飲料のためのフィルタ、特にコ
ーヒーフィルタであって、簡単に製造可能で、濾過液、
例えばコーヒーが改善されるようなフィルタと、このよ
うなフィルタの製造法とを提供することにある。
この課題は、請求項に記載のフィルタ若しくはフィル
タの製造法により解決された。
本発明の根底をなす思想は、抽出飲料のためのフィル
タ、特にコーヒーフィルタであって、吸い取り紙状の材
料、若しくは不織状の材料、若しくは繊維材料から製造
され、材料本来の繊維密度若しくは平均的な繊維密度の
約50％の繊維密度のもとで測定して、少なくとも約0.1m
mの平均的な気孔径を有する気孔が形成されているよう
なフィルタを提供することである。有利には、最大平均
気孔径が約0.6〜約0.7mmであって、さらに有利には約0.
3〜約0.4mmである。平均気孔径が0.15〜0.25mmであると
特に有利である。
繊維材料の本来の繊維密度又は平均的な繊維密度と
は、上述の気孔の形成前の材料の繊維密度、若しくは全
フィルタ面積にわたる材料の繊維密度と理解される。
本発明によるフィルタは、セルロースを主体とする天
然の及び／又は合成的な繊維、及び／又は合成的なポリ
マーから成る繊維と上述の繊維の混合物とから成る適当
な紙及び不織材料から製造される。有利な材料の面積あ
たりの重量は、約10〜約100g/m2である。繊維材料と
は、有利にはフィルタートゥーテン（商品名）のために
これまで既に使用されていたようなフィルタペーパであ
る。この材料に孔を形成する際は、これは有利には針又
はウォータジェットにより行われるのだが、孔の縁部若
しくはエッジは角ばっておらず、この繊維材料により、
鋭利ではない、若しくは「縁がほぐされている」（“au
sgefranst"）、若しくは多孔性である。
このようなサイズの気孔は、特に簡単に作製可能であ
り、特にコーヒー濾過液の風味を良くする。驚いたこと
に、これらの気孔は、その比較的大きな平均気孔径にも
かかわらず、10μｍまでの極めて小さなサイズを有する
コーヒー粒子のような粉粒子さえ濾過する。この効果
は、孔の角ばっていない縁部で作用する比較的大きな毛
管力に基づくものであろう。
約0.1mmよりも大きな平均気孔径を有する気孔の形成
により、フィルタの濾過効率若しくは流過率は向上され
る。これにより、特にコーヒーメーカでの使用時に生じ
る、フィルタの目詰まり問題若しくは溢流が防止され
る。さらに、フィルタに設けられた比較的大きな気孔を
通って、芳香性のコロイド粒子が、より多量にフィルタ
を通過し、従来のペーパフィルタによっては、コーヒー
の抽出時に吸収され易かったカフェインのようなアルカ
ロイドは、従来のペーパフィルタにおける場合のように
抑留されることはない。これにより濾過液の芳香、特に
コーヒーの抽出時の芳香が改善される。
このように大きな気孔を有する繊維材料を使用する場
合、従来のフィルタペーパのように、フィルタ材料の膨
張により、フィルタの流過特性が著しく低下されること
はない。
従来の紙製のコーヒーフィルタと比較して、気孔径を
拡大したことにより、さらに次のような利点が得られ
る。即ち、本発明によるフィルタは多くの抽出飲料のた
めに使用でき、特に、比較的頻繁には飲まれない種類の
コーヒー、例えば、エスプレッソ、麦芽コーヒー、穀物
コーヒー（Kornkaffee）、カラメルコーヒー（Karamelk
affee）にも使用することができる。さらに、フィルタ
材料はもはやクレープ加工する必要がないので、コスト
も削減される。
繊維材料における0.6mmまでの、若しくは0.7mmまでの
平均的な気孔径により、濾過液における沈殿物の形成
と、濾過液の著しい混濁とが回避される。
約0.1〜約0.4mmの、さらに有利には約0.3mmまでの有
利な平均的な気孔径範囲によって、さらに、コーヒーに
含有される脂質が抑留される。これによりこの脂質が濾
過液に達することはなく、消費者のコレステロール値を
減少させることができる。証明されているように、特に
コーヒー中に含有される脂質は、消費者の血液中のコレ
ステロール含量を連続的に増加させ、健康を害する恐れ
がある（刊行物ジャーナル・オブ・ライピッド・リサー
チ/Journal of Lipid Research、第35号、1994年刊
の「アイデンティテイ・オブ・ザ・コレステロール・ラ
イジング・ファクタ・フロム・ボイルド・コーヒー・ア
ンド・イッツ・エフェクツ・オン・リバー・ファンクシ
ョン・エンザイムス/Identity of the cholesterol
−raising factor from boiled coffee and its
effects on liver function enzymes」を参照せ
よ）。
フィルタ総面積の約20％までの自由気孔面積が有利で
ある。このような自由気孔面積の部分は、既に存在する
フィルタペーパーの多孔性に基づき、十分な濾過作用を
可能にすることがわかる。自由気孔面積の部分がこれよ
りも大きい場合は、濾過液中の沈殿物の形成を増大させ
る。本発明によるフィルタにおいて平均気孔径が約0.3m
mで、自由気孔面積が20％である場合、健康を害する作
用をする望ましくないコーヒー脂質のための透過性がさ
らに高められることはない。
さらに、ペーパーの加工可能性及び引き裂き剛性が、
上述のような平均的な気孔径の範囲によって損なわれる
ことはないので、本発明によるフィルタは依然として安
定しており、エンボス加工により接合されたフィルタ部
分は脆弱にされることなく、その他の包装問題点及び加
工問題点が回避される。
有利には、平均気孔径及び／又は気孔の表面密度が、
フィルタの、使用時に下方に位置する領域に向かって増
大する。これによりフィルタの下方領域、即ち他の領域
に比べて多量のコーヒー粉量が存在する領域における流
通性が強化される。この場合、本発明によるフィルタの
透過性は有利には、フィルタを通る濾過液の貫流が、フ
ィルタ内の液体のあらゆる高さにおいてほぼ一定に維持
されるように調節される。これにより、飲料粒子量が異
なることに基づき、及び圧力が異なることに基づき生じ
る透過性の差異は補償され、これにより抽出飲料は改善
され均一にされる。
さらに有利には、本発明によるフィルタでは、孔がは
パーフォレーション線を形成するように構成され配置さ
れている。フィルタは、このパーフォレーション線に沿
って切り離すことにより、所望のように縮小することが
できる。１つのコーヒーフィルタで、例えば、１×４の
サイズのフィルタホルダ用のフィルタを、１×２のサイ
ズのフィルタホルダのフィルタのために縮小することが
可能である。
付加的に又は選択的に、気孔は、フィルタに所定の屈
曲線を形成するように構成されて配置されていてよい。
この屈曲線により、エンボス加工部の近傍のような、所
定の個所において、フィルタの開放が助成される。
本発明の課題、利点、特徴は実施例により図面に基づ
き以下で詳しく説明する。
第１図は、本発明によるフィルタの構成を側方から見
た図、 第２図は、有利な気孔を有する、第１図のＡの部分を
拡大して示した図、 第３図は、別の構成の有利な気孔を有する、第１図の
Ａの部分を拡大して示した図、 第４図は、第２図のＢの部分を拡大して示した図、 第５図は、第４図の気孔の領域における繊維材料の分
布を示した図、 第６図は、針付きローラにより形成された気孔を有す
る本発明によるフィルタの、100倍に拡大した走査型電
子顕微鏡写真、 第７図は、200倍に拡大した、第６図に基づく走査型
電子顕微鏡写真、 第８図は、ウォータージェットにより形成された気孔
を有する本発明によるフィルタの、102倍に拡大した走
査型顕微鏡写真、 第９図は、ウォータージェットにより形成された別の
気孔を有する本発明によるフィルタの、106倍に拡大し
た走査型顕微鏡写真、 第10図は、放電により形成された気孔を有する本発明
によるフィルタの、400倍に拡大した走査型顕微鏡写
真、 第11図は、放電により形成された別の気孔の、第８図
に基づく走査型顕微鏡写真、 第12図は、種々様々なフィルタによって濾過されたコ
ーヒー濾過液の、コーヒー沈殿物含量示す統計的なグラ
フ、 第13図は、種々様々なフィルタによって濾過されたコ
ーヒー濾過液の、コーヒー沈殿物含量示す別の統計的な
グラフ、 第14図は、気孔面積に関して流過率を示した図であ
る。
第１図に示した本発明によるフィルタ１は、有利に
は、フィルタ材料の、互いに折り重ねられた２つの層か
ら形成されている。これらの層は、下方の縁部領域及び
側方の縁部領域３に沿って、例えばエンボス加工によっ
て接合されている。第１図では、フィルタ材料の上側の
層２が示されている。
フィルタ材料は、例えば第２図及び第３図に示したよ
うな気孔５を有している。この気孔５は有利には、フィ
ルタの両方の層を通るパーフォレーション線を形成する
ように、線４に沿って配置されて形成されている。この
パーフォレーション線４に沿って、フィルタの上方部分
を簡単に切り離すことができる。これにより、このフィ
ルタをより小さなフィルタホルダにも使用することがで
きる。さらに、縁部領域３の外側でこの縁部領域３の近
傍に、これらの気孔は、有利には屈曲線６を形成してい
る。これによりフィルタは簡単に公知のフィルタホルダ
内で互いに離れるように開口し、例えばコーヒーの粉の
充填が簡単に行えるようになる。
第２図及び第３図からわかるように、気孔５は、材料
の本来の又は平均的な繊維密度の約50％の繊維密度のも
とで測定して少なくとも約0.1mmの、有利には約0.7mmま
での効果的な平均気孔径ｄを有している限りは、任意な
形状を有していてよい。
第２図に示したようなほぼ円形の気孔５は、比較的簡
単なフィルタ材料の加工により形成できるので有利であ
る。この気孔は有利には、繊維材料において、ボーリン
グ、縦溝切り、加熱、放電によって形成される。さらに
有利には、この繊維材料は、針付きローラによって転動
されるか又はウォータージェットによって加工される。
本発明によるフィルタを形成するためのこの針の転動
は、特に簡単に行うことができ、その他の方法は、例え
ばレーザー加工、フライス加工、打ち抜き加工による孔
の形成と比較して、コスト上の及び構造上の大きな利点
を有している。この利点については追って詳しく説明す
る。針付きローラによって繊維材料を転動すると、気孔
は上方から見て幾分洋ナシ形である。このことは、ロー
ラに固定された針が、傍らを案内される材料ウエブに向
かって旋回運動することによって行われる。
第４図は、第２図の区分Ｂを拡大して示している。こ
の図で詳しくわかるように、本発明により繊維材料に形
成された気孔は角張った縁部は有しておらず、鋭利でな
い、若しくは多孔質である。このような構造は例えば、
繊維材料を針付きローラで転動することにより得られ
る。この転動により、まず第一に部分的に弾性的な材料
が押しのけられるが、除去されることはない。この材料
の繊維特性に基づき、平均的な気孔径ｄを有する気孔が
形成される。この構造により、濾過しようとする液体の
毛管力が特に気孔縁部で高められ、これにより、簡単に
形成される気孔の濾過作用が高められる。
第５図は、例えば第４図に示したような気孔の領域に
おける繊維材料の、統計的な分布を示している。この図
では、水平方向の軸に気孔径が、鉛直方向の軸にこの気
孔の領域における繊維密度が示されている。気孔の比較
的近傍では、材料の繊維密度は、気孔の中心点の方に向
かって減少する。統計的な分布の上昇は、材料と、気孔
の構成形式とに依存している。平均的な気孔径ｄの場合
は、繊維密度は定義的に、本来の材料の、即ち、気孔を
形成する前の材料の、又はこの材料の平均的な繊維密度
の50％である（半分の値の繊維密度）。
有利な材料は、平均的な気孔径ｄの90％に相当する気
孔径d90の場合に、約０〜約40％の繊維密度を有してい
る。さらに有利には、気孔径d90の場合の繊維密度は、
本来の繊維密度若しくは平均的な繊維密度の約０〜20
％、さらに有利には約５〜15％である。
気孔の領域の材料の繊維性質は、飲料の化学的及び物
理的コンシステンシーに適合される。
第６図及び第７図の走査型電子顕微鏡写真は、本発明
によるフィルタにおける気孔の角ばっていない縁部を詳
しく示している。繊維材料の繊維は縁部で、針の転動に
より部分的に押しのけられて、部分的に引き裂かれてい
る、若しくは切断されている。
第８図及び第９図は、ウォータージェットにより形成
された気孔を示している。この気孔においては繊維密度
は、気孔の中心点に向かって極めてゆっくりとしか変化
しない。顕微鏡的に見て、このように処理されたフィル
タは、顕微鏡的に小さな自由貫通気孔を備えた粗い構造
を有している。
第10図及び第11図に示したように、放電による気孔の
構成は、繊維を気孔の縁部において溶接する。この縁部
では多孔質の構造が形成されている。
第12図は、沈殿物を測定するための統計的なグラフを
示している。この場合、Ｒを基準値として（LORDテス
ト、両側で、95％の確実性）統計的に著しい差異は
「＊」で示してある。このグラフでは、平均値Ｘが標準
偏差Ｓと一緒に示してある。最初の４つのサンプルは気
孔のあけられていない従来の基準コーヒーフィルタペー
パである。第５の位置にはいわゆる「ゴールドフィルタ
（Goldfilter）」が示されている。このゴールドフィル
タは、0.18mm×2mmのサイズの気孔を有する、スリット
を入れられた金属箔から成っている。第６〜10位置に
は、針で突き刺された、約0.25mmの平均的な気孔径を有
する本発明によるフィルタのサンプルが示されている。
第11図の位置には、「PJ2」と示された、本発明による
フィルタのサンプルが示されている。このフィルタで
は、0.2〜0.3mmの平均的な気孔径を有する気孔がウォー
タジェットによって形成されている。最後の位置ではボ
ーリングによって形成されたサンプルが示されている。
この場合、従来のフィルタペーパに、0.6mmの直径を有
する気孔が形成される。図示した全ての値は機械式濾過
装置のものである。
ここで明らかにされるのは、繊維材料を使用した場
合、沈殿物に起因するコーヒー濾過液の混濁は、縁部の
角張った気孔を有するフィルタと比べて著しく減少され
るということである。
第13図では特に、機械式濾過装置における沈殿物の形
成と、手動式濾過装置における沈殿物の形成とを比較し
ている。最初の４つのサンプルは従来のコーヒーフィル
タペーパである。第５の位置には、第12図の「PJ2」の
ように、ウォータジェット法によって気孔をあけられた
本発明によるフィルタが示されている。この場合、フィ
ルタ上方の1/3がシリコーンで密閉されている。第６の
位置には、0.6mmの気孔径を有するように完全に気孔の
あけられたフィルタが示されている。その次に続いて、
既に第12図で示されたフィルタに関して示されている。
第13図からは、本発明によるフィルタの、第12図に関
して示された有利な効果が、手動式濾過において機械式
濾過よりも一層著しく高められるというこが明らかであ
る。
第14図は、種々様々なサンプルの、気孔面積に関する
流過率を示している。流過率は、規定された面積を有す
る検査物と予め設定された水圧及び水温に関して算出さ
れたフィルタペーパの特性値である。気孔面積は、気孔
サイズ（mm2）と総数（毎cm2）の積であり、「ｒ」は、
補償直線のための統計的な相関係数である。
ウォータージェットによって孔が形成されたサンプル
では、流過率は、コーヒーフィルタペーパの薄い区分
（著しく減少された繊維密度）若しくは多気孔性、及び
付加的に形成された気孔に基づくものである。これは約
0.5mmの直径の気孔を有する非透過性のフィルタ材料に
相当してよい。このようなフィルタは、良好な濾過でか
つ高い流過率が求められる場合に有利である。これによ
り、コーヒーメーカにおける自動抽出の際のフィルタの
溢流が回避される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレート ベルクマン ドイツ連邦共和国 Ｄ−27245 バーレ ンブルク アウフ デア コッペル １ (56)参考文献 特開 昭61−120611（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A47J 31/08

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】抽出飲料のためのフィルタ、特にコーヒー
    フィルタにおいて、 フィルタ（１）が繊維材料から製造されていて、前記フ
    ィルタ（１）が、材料の本来の繊維密度又は平均的な繊
    維密度の約50％の繊維密度のもとで測定して、約0.1mm
    〜約0.7mmの平均気孔径（ｄ）を有する孔（５）を有し
    ていることを特徴とする、抽出飲料のためのフィルタ。
  2. 【請求項２】孔（５）が、材料の本来の繊維密度又は平
    均的な繊維密度の約50％の繊維密度のもとで測定して、
    約0.6mmの平均気孔径（ｄ）を有している、請求項１記
    載のフィルタ。
  3. 【請求項３】孔（５）が、材料の本来の繊維密度又は平
    均的な繊維密度の約50％の繊維密度のもとで測定して、
    約0.1〜約0.4mmまでの、有利には約0.3mmまでの平均気
    孔径（ｄ）を有している、請求項１記載のフィルタ。
  4. 【請求項４】平均気孔径（ｄ）の90％に相当する気孔径
    （d90）のもとでは、繊維密度が、材料の本来の繊維密
    度又は平均的な繊維密度の約０％〜約40％である、請求
    項１から３までのいずれか１項記載のフィルタ。
  5. 【請求項５】平均気孔径（ｄ）の90％に相当する気孔径
    （d90）のもとでは、繊維密度が、材料の本来の繊維密
    度又は平均的な繊維密度の約０％〜約20％である、請求
    項１から４までのいずれか１項記載のフィルタ。
  6. 【請求項６】平均気孔径（ｄ）の90％に相当する気孔径
    （d90）のもとでは、繊維密度が、材料の本来の繊維密
    度又は平均的な繊維密度の約５％〜約15％である、請求
    項１から５までのいずれか１項記載のフィルタ。
  7. 【請求項７】平均気孔径（ｄ）の90％に相当する気孔径
    （d90）のもとでは、繊維密度が、材料の本来の繊維密
    度又は平均的な繊維密度の約10％である、請求項１から
    ６までのいずれか１項記載のフィルタ。
  8. 【請求項８】フィルタが、フィルタ総面積の約20％まで
    の自由気孔面積を有している、請求項１から７までのい
    ずれか１項記載のフィルタ。
  9. 【請求項９】フィルタ（１）が適当な紙から製造されて
    いる、請求項１から８までのいずれか１項記載のフィル
    タ。
  10. 【請求項１０】気孔（５）が、繊維材料に針を突き刺す
    ことにより形成されている、請求項１から９までのいず
    れか１項記載のフィルタ。
  11. 【請求項１１】気孔（５）が、繊維材料におけるウォー
    タジェットにより形成されている、請求項１から９まで
    のいずれか１項記載のフィルタ。
  12. 【請求項１２】気孔（５）の、平均的な気孔径（ｄ）及
    び又は表面密度が、フィルタ（１）の、使用時に下方に
    位置する領域に向かって増大する、請求項１から11まで
    のいずれか１項記載のフィルタ。
  13. 【請求項１３】気孔（５）が、パーフォレーション
    （４）を形成するように構成されて配置されていて、該
    パーフォレーション（４）に沿った切り離しによりフィ
    ルタ（１）が縮小されて、より小さなフィルタホルダに
    おいて使用できるようになっている、請求項１から12ま
    でのいずれか１項記載のフィルタ。
  14. 【請求項１４】気孔（５）が、屈曲線（６）を形成する
    ように構成されて配置されていて、該屈曲線（６）が、
    フィルタホルダに嵌め込む際にフィルタ（１）の開放を
    助成する、請求項１から13までのいずれか１項記載のフ
    ィルタ。
  15. 【請求項１５】フィルタ、特に請求項１から14までのい
    ずれか１項記載のフィルタを製造するための方法におい
    て、 繊維材料を供給し、該繊維材料に、材料の本来の繊維密
    度又は平均的な繊維密度の約50％の繊維密度のもとで測
    定して、約0.1mm〜約0.7mmの平均気孔径（ｄ）を有する
    孔（５）を形成することを特徴とする、フィルタを製造
    する方法。
  16. 【請求項１６】気孔（５）を針を用いて形成する、請求
    項15記載の方法。
  17. 【請求項１７】気孔（５）を、材料における針付きロー
    ラの転動によって形成する、請求項15又は16記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】気孔（５）を、材料におけるウォータジ
    ェットによって形成する、請求項15記載の方法。
JP08530699A 1995-04-10 1996-04-09 抽出飲料のためのフィルタ、特にコーヒーフィルタと、このようなフィルタを製造するための方法 Expired - Fee Related JP3037436B2 (ja)

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DE19513600.4 1995-04-10
DE19513600A DE19513600C5 (de) 1995-04-10 1995-04-10 Filter für Aufgußgetränke, insbesondere Kaffeefilter und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filters
PCT/EP1996/001515 WO1996032043A1 (de) 1995-04-10 1996-04-09 Filter für aufgussgetränke, insbesondere kaffeefilter, und verfahren zur herstellung eines derartigen filters

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JPH10501453A JPH10501453A (ja) 1998-02-10
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