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