JP3674486B2 - ドリップ用コーヒーフィルター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリップ方式でコーヒーを入れるために好適なコーヒーフィルター材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、単身赴任等により一人暮らしをする者が多くなり、核家族化や出生率の低下等により一家族の構成人数も少なくなっている。このような一人暮らしあるいは少人数構成の家族のニーズに応じて、一杯分のコーヒーを簡便に抽出できるようにしたコーヒーバッグが開発され、市場に出回っている。なかでも、図５に示すように、吊し糸１４をつけた、フィルター材料からなる袋１１ａに、一杯分のコーヒー粉末１０を充填したもので、その袋１１ａをカップ１２内で湯１３に浸漬することによりコーヒーを抽出するもの（特許２９３０３６５号）、あるいは、図６に示すように、コーヒー粉末１０を充填した袋１１ｂで、その上端を開口したものをカップ１２内で支持し、矢印のように湯１３を開口部に注ぎ、袋全体を湯１３に浸漬するもの（実用新案登録２５０５９５９号）などの、湯への浸漬によりコーヒーを抽出する、所謂ティーバッグ方式のコーヒーバッグが普及している。
【０００３】
また、このようなコーヒーバッグのフィルター材料としては、ティーバッグ方式の抽出に適合させるため、通液速度の大きいものが使用されている（特許２９３０３６５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５や図６に示したように、ティーバッグ方式でコーヒーを抽出する従来の一杯分のコーヒーバッグにおいては、コーヒー粉末１０を蒸らす工程を踏むことができないため、得られるコーヒー抽出液は、本来のドリップ方式で入れたコーヒー抽出液に比して味、香り共に著しく劣る。
【０００５】
これに対しては、図６のようなティーバッグ方式のコーヒーバッグの袋１１ｂを、湯に浸漬することなく、湯面上に位置するようにカップ１２上で支持し、注湯することが考えられる。また、市販されている一杯分のコーヒーバッグの中には、カップ上でフィルターを支持するドリップタイプのものもある。
【０００６】
しかし、従来のコーヒーバッグに使用されているフィルターは、ドリップタイプのものも含めて、いずれも通液速度が過度に大きい。このため、専門の知識を有する者であれば注湯速度を加減することで蒸らし工程を踏むことができるが、一般人が注湯する場合には蒸らし工程を踏むことが難しく、結局、味や香りを向上させることはできない。
【０００７】
ドリッパーを使用する本来のドリップ方式用のフィルターを一杯分のコーヒーバッグのフィルターとして使用することも考えられるが、コーヒーバッグでの濾過面積は、ドリッパー使用時の濾過面積に比して小さいので目詰まりが起こりやすく、抽出速度が過度に遅くなる。このため、ドリッパーを使用する本来のドリップ方式用のフィルターをコーヒーバッグに使用しても、一般人が注湯する場合には、やはり適度な蒸らし工程を踏むことが難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、一杯分のコーヒーをドリップ方式で入れる場合に、一般人でも適度な蒸らし時間を確保し、味、香りの優れたコーヒーを簡便に入れられるようにするコーヒーフィルターを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、一杯分のコーヒーをドリップ方式で入れる場合に、実際的な抽出速度で蒸らし効果を最大限に引き出すことができ、高品位のコーヒー抽出液を得られるようにするコーヒーフィルターの条件について種々検討した結果、コーヒーフィルターを、コーヒー粉末に接することとなる層を「疎」とし、コーヒー粉末に接しない層を「密」とする疎密の複層構造とし、それぞれの層について、疎水性繊維の割合、空隙率及び坪量を特定範囲とし、さらにコーヒーフィルター全体の坪量を特定範囲とすることが有効であることを見出した。
【００１０】
即ち、本発明は、第１の不織布層、第２の不織布層及び第３の不織布層が積層してなり、
第１の不織布層は、疎水性繊維率９０％以上、空隙率８５〜９５％、坪量５〜２５ｇ／ｍ²であり、
第２の不織布層は、疎水性繊維率５〜４５％、空隙率７０〜８５％、坪量１５〜３０ｇ／ｍ²であり、
第１の不織布層の空隙率が第２の不織布層の空隙率よりも大きく、
総坪量が２０〜５５ｇ／ｍ²であり、
第３の不織布層は、第２の不織布層上に積層され、第２の不織布層よりも疎水性繊維率が低いドリップ用コーヒーフィルターを提供する。
【００１１】
また、本発明は、このドリップ用コーヒーフィルターを、第１の不織布層を内側にして袋状に成形した袋状コーヒーフィルター、及びこの袋状コーヒーフィルターにコーヒー粉末を充填したコーヒーバッグを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明のドリップ用コーヒーフィルター１Ａの基本的な層構成を示す断面図である。このドリップ用コーヒーフィルター１Ａは、構成繊維の組成と空隙率が互いに異なる第１の不織布層２と第２の不織布層３との積層構造を有している。
【００１４】
ここで、第１の不織布層２は、コーヒーをドリップ方式で入れる場合に、コーヒー粉末に接することとなる層であり、蒸らし効果を最大限に引き出せるように、コーヒー粉末に注いだ湯が暫時そこに保持されるように、通液速度を制御する湯保持層としての機能を有する。また、第２の不織布層３は、主に、コーヒー粉末の微粒子を捕集する濾過層としての機能を有する。これに対し、コーヒーフィルターを単層構成とすると、十分な蒸らし効果を得るための通液速度、コーヒー微粉末の捕集能力及び現実的に許容される抽出時間のバランスをとることができない。
【００１５】
第１の不織布層２は、メルトブロー不織布、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布等から形成することができる。
【００１６】
第１の不織布層２の構成繊維には、ポリプロピレン等の疎水性の有機合成繊維、レーヨン、撥水性のないポリエステル等の親水性の有機合成繊維、木材パルプ、マニラ麻等の親水性の天然繊維を使用することができるが、その繊維組成としては、疎水性繊維率を９０％以上、好ましくは１００％とする。ここで、疎水性繊維率とは、この不織布層における疎水性繊維重量の、この不織布層を構成する全繊維重量に対する割合をいう。
【００１７】
疎水性繊維と水には斥力が働き、疎水性繊維からなる不織布層は親水性繊維からなる不織布に比して湯を通し難い。そこで、不織布層における疎水性繊維の割合によって、不織布層に注湯後、コーヒー抽出液が不織布層を通液開始するまでの時間や、コーヒー抽出液の通液速度を制御することができる。即ち、第１の不織布層において疎水性繊維率が９０％未満であると、疎水性繊維による湯の保持効果が不十分となり、コーヒーのドリップ時に注湯後、直ちに通液が開始され、コーヒー粉末を十分に蒸らすことができない。疎水性繊維率を９０％以上、好ましくは１００％とすると、注湯直後には疎水性繊維と水との斥力が大きく作用するが、時間の経過と共にコーヒー粉末から抽出されてくる両親媒性物質が、その親水性基を外側に向け、疎水性基を疎水性繊維側に向けて疎水性繊維に吸着され、コーヒー抽出液が、疎水性繊維からなる第１の不織布層２を通液し易くなる。このため、第１の不織布層２を疎水性繊維率９０％以上、好ましくは１００％とすることにより、コーヒーのドリップ時に注湯後、適度な蒸らし時間をおいてコーヒー抽出液の通液を開始させることができる。
【００１８】
第１の不織布層を通るコーヒー抽出液の速度は、前述の疎水性繊維率の他に空隙率に大きく依存する。そこで、本発明においては、第１の不織布層２の空隙率を８５〜９５％とする。
【００１９】
ここで、空隙率とは、次式により得られる数値をいう。
【数１】

【００２０】
空隙率が８５％未満であると通液速度が小さすぎてコーヒーの抽出に要する時間がかかりすぎ、反対に９５％を超えると通液速度が大きすぎてコーヒー粉末を十分に蒸らすことができない。
【００２１】
第１の不織布層２の坪量は、湯の保持時間の制御の点から、５〜２５ｇ／ｍ²とする。
【００２２】
一方、第２の不織布層３は、メルトブロー不織布、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布等から形成することができる。
【００２３】
第２の不織布層３の構成繊維には、ポリプロピレン等の疎水性の有機合成繊維、レーヨン、撥水性のないポリエステル等の親水性の有機合成繊維、木材パルプ、マニラ麻等の親水性の天然繊維を使用することができるが、その繊維組成としては、疎水性繊維率を５〜４５％、好ましくは１５〜２５％とする。
【００２４】
疎水性繊維率が５％未満であると、適度な蒸らし時間をおいた後にコーヒー抽出液を通液させるという、前述の疎水性繊維の効果を第１の不織布層２のみに依存することになるので、湯の保持効果にばらつきが生じやすくなる。反対に、疎水性繊維率が４５％を超えると、第１の不織布層２を通過したコーヒー抽出液が第２の不織布層３を通過するのに時間がかかりすぎる。
【００２５】
また、第２の不織布層３は、空隙率を７０〜８５％とし、前述の第１の不織布層２の空隙率よりも小さくする。このように、本発明においては、第１の不織布層２を「疎」とし、第２の不織布層を「密」とする疎密の複層構成とする。これにより、コーヒー粉末に含まれる微粉末の捕集を、第１の不織布層の表面だけでなく、第１の不織布層２と第２の不織布層３の積層体の内部でも行う深層濾過が可能となるので、コーヒーフィルター全体としてコーヒー微粉末の捕集効率を良くし、目詰まりによる濾過速度の低下を抑えることができる。これに対し、フィルターが単一密度の層からなる従来のコーヒーフィルターでは、微粉末の大半がフィルター表面で捕集されるので、フィルター表面に堆積した微粉末により目詰まりが起き易く、急激な濾過速度の低下生じる。
【００２６】
第２の不織布層３の坪量は、コーヒー微粉末の捕集容積や横曲げ硬さの点から、１５〜３０ｇ／ｍ²とする。
【００２７】
第１の不織布層２と第２の不織布層３とを合わせたコーヒーフィルター１Ａの総坪量は２０〜５５ｇ／ｍ²とし、好ましくは３１〜４０ｇ／ｍ²、より好ましくは３１〜３５ｇ／ｍ²とする。総坪量が２０ｇ／ｍ²未満であると、コーヒー微粉末をコーヒーフィルター内部で捕集する深層濾過の効果が不十分となり、コーヒー粉末の微粒子の捕集性能が劣る。反対に５５ｇ／ｍ²を超えると、フィルターの通液に過度に時間がかかる。
【００２８】
第１の不織布層２及び第２の不織布層３の最大気孔径は、１００μｍ以下とすることが好ましい。最大気孔径が１００μｍを超えると、フィルターからコーヒーの微粉末が漏れやすくなる。ここで、最大気孔径とは、バブルポイント法から得られる数値である。バブルポイント法では、毛細管現象によって細孔に液体を満たした状態のフィルターに空気圧をかけ、気体流量が発生した時点での入力圧力を測定し、その入力圧力から最大気孔径を算出する。
【００２９】
上述の第１の不織布層２と第２の不織布層３とを複合化させたコーヒーフィルター１Ａ全体の通液性としては、第１の不織布層２側から水圧をかけた場合に、水圧７ｇ／ｃｍ²までは通水しないように、第１の不織布層２の空隙率及び坪量を調整することが好ましい。これにより、一杯分のコーヒー抽出時に、注湯後１．０秒以上してからコーヒー抽出液がフィルターを通液するようにし、通液前に十分な蒸らし時間を確保することが可能となる。
【００３０】
コーヒーフィルター１Ａ全体の横曲げ硬さは、０．２５ｍＮ・ｃｍ以上とすることが好ましい。ここで、横曲げ硬さとは、ＪＩＳ Ｌ １９１３（一般短繊維不織布試験法）４１．５°カンチレバー法に準じて得られる数値をいう。横曲げ硬さが０．２５Ｎ・ｃｍ未満であると、コーヒーフィルター１Ａを袋状に成形し、袋自体をフィルター兼ドリッパーとして使用する場合にコシが弱く、ドリップ時に湯が袋に当たった場合に、袋が型崩れする。このような横曲げ硬さを達成するためには、例えば、繊維径を太くする、繊維の横方向への配向（即ち、後述する図３に示すように、コーヒーフィルターを袋状に成形した場合の、コーヒー抽出時の水平方向の配向）を低くする。
【００３１】
以上、図１に示したコーヒーフィルター１Ａについて本発明を説明したが、本発明のコーヒーフィルターは種々の態様をとることができる。
【００３２】
例えば、第２の不織布層３として、その疎水性繊維率が、第１の不織布層２側の面からそれと反対側の面に向かって段階的に又は連続的に減少するものを使用してもよい。
【００３３】
また、図２のコーヒーフィルター１Ｂのように、第２の不織布層３と繊維組成の異なる第３の不織布層４を第２の不織布層３上に積層してもよく、さらに多層構成としてもよい。より具体的には、例えば、図２のコーヒーフィルター１Ｂにおいて、第１の不織布層２を疎水性繊維率９０％以上、空隙率８５〜９５％とし、第２の不織布層３を疎水性繊維率２０〜４５％、空隙率７５〜８５％とし、その上に積層されている第３の不織布層４を、疎水性繊維率５〜２０％、空隙率７０〜７５％とする。このように、繊維組成、繊維の配向、空隙率等が異なる層を積層することにより湯の保持効果を制御しやすくなり、深層濾過の効果を高め、コーヒー粉末の微粒子の捕集性能を高めることができる。
【００３４】
第１の不織布層２と第２の不織布層３、あるいはさらに不織布層を積層し、複合化する方法としては、繊維形状ができる限り保たれるようにする手法が好ましく、熱エンボス、水流交絡等を行うことができるが、特に、層間接着強度を向上させる点から、熱エンボスが好ましい。
【００３５】
本発明のコーヒーフィルターは、第１の不織布層を内側にして任意の袋状に成形し、コーヒー粉末を充填するコーヒーバッグに好適に使用することができる。例えば、本発明のコーヒーフィルターは、図３に示すコーヒーバッグ（特開平１１−１７８７２０号公報参照）のように、一杯分のコーヒー粉を入れた袋１１が湯面上でカップ１２に支持されるようにした、ドリップ方式のコーヒーバッグ２０のフィルター材料として好適なものとなる。そこで、本発明は袋状に成形した袋状コーヒーフィルター、あるいは袋状コーヒーフィルターにコーヒー粉末を充填したコーヒーバッグも包含する。
【００３６】
この他、本発明のコーヒーフィルターは、多数杯分をサーバーに抽出する本来のドリップ方式のコーヒーフィルターとしても好適に使用することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００３８】
実施例１〜３、比較例１〜５
(1) コーヒーフィルターの作製
表１、表２に示す繊維組成及び空隙率を有するメルトブロー不織布を第１の不織布層とし、同表に示す繊維組成及び空隙率を有する湿式不織布を第２の不織布層とし、双方の不織布層を熱エンボスにより複合化し、同表に示す総坪量と最大気孔径を有する２層構成のコーヒーフィルターを作製した。
【００３９】
(2) 評価
得られた各コーヒーフィルターを用いて三方熱シールの袋（外寸９５ｍｍ×７５ｍｍ、シール幅２ｍｍ）を作製し、それぞれに市販のコーヒー粉を１０ｇ充填し、それをカップ上に保持し、熱湯１６０ｍＬを注湯した場合の抽出液の保持時間、抽出時間、色を次のように求めた。また、得られた抽出液の味、抽出液中の微粉量を次の基準で評価した。結果を表３、表４及び図４に示す。なお、図４には、参考のため、最適な抽出速度を表す領域をドットで塗りつぶして示した。この最適な抽出速度を表す領域は、官能試験により求めたものである。
【００４０】
(i) 保持時間
注湯後、袋から抽出液が滲み出るまでの時間を計測し、保持時間とした。
【００４１】
(ii) 抽出時間
注湯後、カップ内に抽出液が１００ｍＬ又は１２０ｍＬ溜まるまでの時間を計測し、抽出時間とした。
【００４２】
(iii) 色
得られたコーヒー抽出液の吸光度を比色計を用いて測定した。この数値が高いほど、色が濃いことを示している。
【００４３】
(iv) 味
得られたコーヒー抽出液を試飲し、味の濃さを、薄（薄すぎる場合）、良（ちょうど良い場合）、最良（最も美味しい場合）、やや苦（やや濃すぎて苦い場合）、苦い（濃すぎて苦い場合）の５段階に評価した。
【００４４】
(v) 抽出液中の微粉量
コーヒー抽出液の試飲中の舌触りと、カップの底に沈んだコーヒー微粉末の量との総合評価として、無（コーヒー微粉末が無い場合）、少（コーヒー微粉末が少量ある場合）、中（コーヒー微粉末が中程度にある場合）、多（コーヒー微粉末が多量にある場合）の４段階に評価した。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

【００４８】
【表４】

【００４９】
表３、表４及び図４の結果から、本実施例のコーヒーフィルターによれば、コーヒーのドリップ時に、注湯後、適度な蒸らし時間が保たれ、かつ適度な抽出時間内で美味しいコーヒーを抽出できることがわかる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明のコーヒーフィルターによれば、一杯分のコーヒーをドリップ方式で入れる場合に、一般人でも十分な蒸らし時間を確保し、味、香りの優れたコーヒーを簡便に入れることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のドリップ用コーヒーフィルターの断面図である。
【図２】 本発明のドリップ用コーヒーフィルターの断面図である。
【図３】 本発明のドリップ用コーヒーフィルターを用いたコーヒーバッグの斜視図である。
【図４】 実施例及び比較例における抽出量と抽出時間との関係図である。
【図５】 従来のコーヒーバッグの断面図である。
【図６】 従来のコーヒーバッグの斜視図である。
【符号の説明】
１ コーヒーフィルター
２ 第１の不織布層
３ 第２の不織布層
１０ コーヒー粉末
１１、１１ａ、１１ｂ 袋
１２ カップ
１３ 湯
２０ コーヒーバッグ

Claims (7)

1. 第１の不織布層、第２の不織布層及び第３の不織布層が積層してなり、
   第１の不織布層は、疎水性繊維率９０％以上、空隙率８５〜９５％、坪量５〜２５ｇ／ｍ²であり、
   第２の不織布層は、疎水性繊維率５〜４５％、空隙率７０〜８５％、坪量１５〜３０ｇ／ｍ²であり、
   第１の不織布層の空隙率が第２の不織布層の空隙率よりも大きく、
   総坪量が２０〜５５ｇ／ｍ²であり、
   第３の不織布層は、第２の不織布層上に積層され、第２の不織布層よりも疎水性繊維率が低いドリップ用コーヒーフィルター。
2. 総坪量が３１〜４０ｇ／ｍ²である請求項１記載のドリップ用コーヒーフィルター。
3. 最大気孔径が１００μｍ以下である請求項１又は２記載のドリップ用コーヒーフィルター。
4. 横曲げ硬さが０．２５ｍＮ・ｃｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載のドリップ用コーヒーフィルター。
5. 第１の不織布層側から水圧をかけた場合に、水圧７ｇ／ｃｍ²まで通水しない請求項１〜４のいずれかに記載のドリップ用コーヒーフィルター。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のドリップ用コーヒーフィルターを、第１の不織布層を内側にして袋状に成形した袋状コーヒーフィルター。
7. 請求項６記載の袋状コーヒーフィルターにコーヒー粉末を充填したコーヒーバッグ。

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