JPH10501453A - 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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JPH10501453A JP8530699A JP53069996A JPH10501453A JP H10501453 A JPH10501453 A JP H10501453A JP 8530699 A JP8530699 A JP 8530699A JP 53069996 A JP53069996 A JP 53069996A JP H10501453 A JPH10501453 A JP H10501453A
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Abstract

(57)【要約】 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と、このようなフィルタを製造するための方法であって、繊維材料が、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、少なくとも約0.1mmの平均気孔径(d)を有する孔を有している。平均気孔径(d)は、有利には約0.1〜約0.7mmの範囲であり、さらに有利には約0.1〜約0.4mmの範囲である。有利には、この材料は紙から成っている。気孔はさらに有利には、繊維材料における、針による突き刺し又はウォータジェットにより形成される。この場合、角張っていない孔縁部が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 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 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(Filtertueten)」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36 42898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0.1mm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」(“ausgefranst ”)、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(Karamelkaffee)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 ィティ・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−ra ising factor from boiled coffee and its effects on liver function enzyme s」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0.3mm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、4 00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、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(Gol dfilter)」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の位置には、「P J2」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(mm )と総数(毎cm)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 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,US,UZ,VN (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

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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、少なくとも約0.1mm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. 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0.7mmまでの、有利には約0.6m m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。 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0.3m m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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 ィいずれか1項記載のフィルタ。 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. 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. 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. 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、少なくとも約0.1mm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. 気孔(5)を針を用いて形成する、請求項1 5記載の方法。 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. 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。
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