JP2930365B2 - コーヒーフィルター材料およびコーヒーフィルターバッグ - Google Patents

コーヒーフィルター材料およびコーヒーフィルターバッグ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、。コーヒーフィルター材料およびコーヒー
フィルターバッグに関するものである。更に詳しく述べ
るならば、本発明は、高品質のコーヒー抽出液を得るた
めのコーヒーフィルターバッグ、又はドリップ式コーヒ
ーフィルター容器などに有用な、コーヒーフィルター材
料および、この材料を用いて形成されたコーヒーフィル
ターバッグに関するものである。
〔従来の技術〕
一般にコーヒーの抽出の方法には、抽出器具をもちい
て行うサィフォン式、エスプンレッソ式、メリオール
式、およびドリップ式など多くの方法があるが、現今は
ドリップ方式が主流をなしている。
ドリップ方式抽出法としては、ネル・ドリップ抽出が
一般的であるが、厚地の綿織布を起毛した40番フランネ
ルがこし袋として使用され、コーヒーの濾過抽出の際
に、コーヒー粉末とコーヒー液とを、分離するために使
用されている。しかし、この濾布は厚地なので長期にわ
たって使用すると目づまりを生じたり、コーヒー脂肪が
付着して汚れて着色し、また臭味がついて使用のたび毎
に、水洗することが必要であり、再度の利用のために水
につけたままの保管する必要があるなど、衛生の面等で
管理に充分な配慮を必要としていた。このため、ネル・
ドリップ方式抽出法は業務用や特定の人達の使用に限ら
れている。
又、ペーパー・ドリップ式抽出法に用いられるフィル
ターペーパーも、一般に厚地のものを使用しているので
濾過抽出に長い時間を要するという欠点がある。また小
人数用にはペーパー・ドリップ式が使われているが、コ
ーヒー粉末量の少量の場合、濾過面積が小さくなり、そ
のために全量の抽出を得るには均一に再々注湯をした
り、所要の湯の量を予じめ軽量しておく必要があるな
ど、抽出操作以前にかなりの手数を用し、抽出ロスとム
ラが大きく、しかも抽出操作中に湯の温度が下り、これ
を再度暖める必要があるなどの問題点がある。
上述のように、従来、コーヒーの抽出用フィルター材
料としては、紙製フィルターシート、又は、不織布製フ
ィルターシートなどが一般に用いられてきた。これらの
従来のコーヒー抽出用フィルターシート材料のあるもの
は、コーヒー粒子（固体）に対する濾別除去効果が過度
に高く、従って得られたコーヒー抽出液の濃度や味が薄
く、しかも抽出に長時間を要するなど、不満足なもので
あり、又、あるものは、コーヒー粒子（固体）に対する
濾別除去効果が過度に低く、従って、得られたコーヒー
抽出液に多量の固形コーヒー粒子を含み、このため、味
が不良となり、かつ、沈澱物を生ずるなどの不都合を生
じていた。
また、コーヒー微粉末を熱湯で抽出すると、コーヒー
微粉末中の油脂分も抽出されるが、コーヒーフィルター
用シート材料は、この油脂分を、適度に吸着除去するこ
とが求められている。
しかしながら、本発明前には、コーヒー微粉末から高
品質のコーヒー抽出液を得るために、コーヒーフィルタ
ー用シート材料がどのような濾過特性を有しているべき
かについては、ほどんど知られていなかったのである。
例えば、実開昭55−129667号公報、実開昭55−129668
号公報、および実開昭55−129669号公報には、80μｍ以
上の濾過細孔の分布密度を６個／cm2以下に限定したフ
ィルターシートを用いて形成されたコーヒーバッグが開
示されているが、このようなコーヒーバッグは、80μｍ
以上の比較的粒径の大きな粒子の透過を実質的に防止し
得るだけの従来の不織布を用いたものであって、コーヒ
ー微粒子のフィルター材料としては不十分なものであっ
た。また、このコーヒーバッグは、コーヒー微粒子の浸
出を防止するため、充填するコーヒー微粒子から、その
表面の微小粒子を分離除去する前処理を必要とするもの
であり、従って微小粒子からの抽出成分の利用が不可能
であって、抽出工程が複雑になるなどの問題点があり、
高品質のコーヒー抽出液を得るために、必ずしも満足で
きるものではなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はコーヒー抽出の際コーヒー微粒子を適度に濾
過することができ、かつ、油脂抽出分を適度に吸着捕集
して、高品質のコーヒー抽出液を得るのに適したコーヒ
ーフィルター材料、およびコーヒーフィルターバッグを
提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段・作用〕
本発明のコーヒーフィルター材料は、熱可塑性有機合
成繊維からなる濾過不織布を含む繊維濾過層を有し、前
記濾過不織布が、下記関係式（１）〜（４）： ３（g/m2）≦ｘ≦30（g/m2） （１） ｙ≧0.2x（cm3/g） （２） １（μｍ）≦r30 （３） r70≦50（μｍ） （４） 〔但し、上式中、ｘは、前記濾過不織布の目付（g/m2）
を表わし、ｙは水銀ポロシメーターにより測定された前
記濾過不織布中の細孔の累積容積値（cm3/g）を表わ
し、r30は、前記濾過不織布の細孔の容積を、細孔の半
径の小さな側から累計したときの累積容積値が0.3yに等
しくなるときの最大細孔半径（μｍ）を表わし、r
70は、前記濾過不織布中の細孔の容積を、細孔の半径の
小さな側から累計したときの累積容積値が0.7yに等しく
なるときの最大細孔半径（μｍ）を表わす〕を満足し、
かつ、湿潤状態において、コーヒーから抽出された油脂
分を、0.5g/g以上吸着することのできるものであること
を特徴とするものである。
また、本発明の他の態様のコーヒーフィルター材料
は、15μｍ以下の平均直径を有する熱可塑性有機合成繊
維からなる濾過不織布を含む繊維濾過層と、この繊維濾
過層に積層合体され、かつその濾過性能に実質的に影響
を与えることのない、少なくとも１枚の補強布帛からな
る支持層とからなる複合シート材料であって、前記シー
ト材料が10〜250cm3／cm2・secの通気度を有し、かつコ
ーヒー抽出において、それを透過し、かつ、50μｍ以下
の粒径を有するコーヒー微粉末の粒径分布から求めらた
体積平均粒径が、５〜10μｍの範囲内にあることを特徴
とするものである。
また、本発明に係るコーヒーフィルターバッグは、上
記特定繊維濾過層を有するコーヒーフィルター材料によ
って形成され、かつ互いに対向している表裏両面部と、
閉鎖された周縁部とからなる袋状体と、前記袋状体中に
収容されているコーヒー粉末と、および少なくとも１端
末部分において前記袋状体に固着されている吊り下げ部
材とを有し、前記表裏両面部のそれぞれに、少なくとも
１個の繊維融着域が形成されていることを特徴とするも
のである。
一般にコーヒーをフィルター材料を用いて抽出する
際、フィルター材料を透過して、コーヒー抽出後に含ま
れるコーヒー微粒子の体積平均粒径が３〜20μｍである
とき、好ましくは５〜10μｍであるとき、得られるコー
ヒー抽出液の透明度が高く、沈澱の形成がなく、又は少
なく、高い品位と風味を有するものとなる。また、フィ
ルター材料は、このような高品質のコーヒー抽出液を短
い抽出時間で調製し得ることが求められる。
本発明のコーヒーフィルター材料は、上記の要求に十
分応ずることのできるものであって、本発明のコーヒー
フィルター材料の繊維濾過層中に用いられる特定濾過不
織布が、上記関係式（１）〜（４）を満たし、かつ、コ
ーヒーから抽出された油脂分を0.5g/g以上の吸着量で吸
着し得ることを特徴とするものである。
濾過不織布の目付ｘは、３（g/m2）≦ｘ≦30（g/m2）
を満足するものである。この目付ｘが3g/m2未満である
と、その微粒子の捕捉性能が不十分であり、またこのよ
うな低目付の不織布を安定して製造することが困難であ
る。また、目付ｘが30g/m2より大きくなると、コーヒー
抽出速度が過度に遅くなるという不都合を生ずる。
本発明に係る濾過不織布において、水銀ポロシメータ
ーにより測定された濾過不織布中の細孔の累積（累計）
容積値ｙは、ｙ≧0.2x（cm3/g）の関係を満たすもので
ある。ｙの値が0.2x（cm3/g）未満であると、得られる
フィルター材料のコーヒー抽出速度が過度に低くなる。
いま、ｘの値を大きくすると、それに応じてｙの値を大
きくしないと、上記のように、抽出速度の低下という不
都合を生ずる。一般に、ｙとｘとの関係は、上記のよう
にｙ≧0.2x（cm3/g）（２）を満足することが必要であ
るが、ｙ≧0.25x（cm3/g）を満足することが好ましく、
ｙ≧0.3x（cm3/g）を満足することが更に好ましい。
また、r30およびr70の値（μｍ）はそれぞれ、１（μ
ｍ）≦r30およびr70≦50（μｍ）を満足することが必要
であり、r30が１未満であると、得られるフィルター材
料の濾過速度が過度に低くなり、また、r70が50μｍよ
り大きくなると、得られるフィルター材料を透過するコ
ーヒー微粉末の粒径が過大になり、かつその量も過多に
なるためコーヒー抽出液に濁りを生じ沈澱物の量も増大
するという不都合を生ずる。一般に３（μｍ）≦r30お
よびr70≦40（μｍ）を満たすこと好ましく、５（μ
ｍ）≦r30およびr70≦30（μｍ）であることがより好ま
しい。
いま、濾過不織布中の細孔の容積を、細孔の半径の小
さな側から累計したとき、その累積容積値が、0.5yに等
しくなるときの最大細孔半径（μｍ）をr50で表わす
と、本発明に用いられる濾過不織布は、３（μｍ）≦r
50≦40（μｍ）の関係を満たすことが好ましく、５（μ
ｍ）≦r50≦30（μｍ）の関係を満たすことがより好ま
しく、７（μｍ）≦r50≦20（μｍ）の関係を満たすこ
とがより一層好ましい。
不織布を構成する繊維の径が大きくなると、細孔半径
の分布は、大きい側に偏り、繊維径が小さくなると、小
さい側に偏る。同一繊維径で全細孔容積が大きくなる
と、細孔半径の分布は、大きい側に偏る。
また、本発明に用いられる濾過不織布の湿潤状態にお
けるコーヒー抽出油脂分吸着量が0.5g/g以上であること
が必要である。この油脂分吸着が0.5g/g未満であると、
得られるコーヒー抽出液の表面に油膜が浮き、コーヒー
抽出液の品質および風味を低下させるという不都合を生
ずる。この油脂分吸着量は1g/g以上であることが好まし
く、2g/g以上であることが好ましい。
濾過不織布の油脂分吸着量は、それを構成している繊
維の種類と、繊維の径に依存して定まる量である。一般
に油脂分吸着量はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エステル、ナイロン、セルロース繊維に順に低下する。
本発明に用いられる濾過不織布は熱可塑性有機繊維に
よって形成されたものであって、この有機合成繊維の平
均直径は、30μｍであることが好ましく、15μｍ以下で
あることがより好ましく、５μｍ以下であることがより
一層好ましい。
上記濾過不織布は、上記有機合成繊維から、乾式およ
び湿式不織布製造方法および、これらの複合方法のいづ
れによって形成されたものであってもよい。この濾過不
織布は、均一な繊維分布および密度を有するものであっ
て、従って、均一な濾過特性を有するものである。
繊維濾過層が不織布以外のシート材料、例えば織物、
又は編物などにより形成されると、濾過細孔の分布が不
均一となり、また、この不織布が無機繊維により形成さ
れると、コーヒー抽出液中の油脂分に対して、適度な除
去効果を示すことができない。
更に、有機合成繊維が30μｍを越える大きな平均直径
を有する場合、得られる濾過不織布の濾過特性を、本発
明を満足するようにコントロールすることが困難とな
り、かつ、油脂分に対する除去効果も不十分となる。
本発明の濾過不織布の形成に用いられる有機合成繊維
は、長繊維であってもよく、或は短繊維であってもよ
い。このような有機合成繊維を形成する重合体は、ポリ
オレフィン（ポリエチレン、ポリプンロピレンなど）、
ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レートなど）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン60な
ど）およびポリアクリルなどの繊維形成性有機重合体の
いづれであってもよい。一般に、ポリプロピレン又はポ
リエステルからなる繊維を用いるとこれらは、コーヒー
抽出液中の油脂分を適度に吸着除去するため、本発明の
繊維濾過層用濾過不織布を形成するのに好ましい材料で
ある。
更に、本発明の繊維濾過層用濾過不織布を形成してい
る熱可塑性有機合成繊維は、ポリマー溶融体を気体流に
細流化し、これを固化したもの（メルトブロー法により
製造されたもの）、海島型複合繊維から海成分を除去し
て製造されたもの、貼り合わせ型複合繊維から、抽出除
去法または割繊法により製造されたもの、或は、複数の
非相溶性重合体を混合紡糸して得られた複合繊維からそ
のマトリックス成分を抽出除去して製造されたもの、な
どのいづれであってもよい。更に、有機合成繊維として
は、その平均直径が30μｍ以下であれば、スリットテー
プをフィブリル化して得られたものであってもよい。濾
過細孔の分布の均一性の点を考慮すると、メルトブロー
法による不織布が好ましい。有機合成繊維の平均直径
は、約5mm以上の長さを有する繊維について電子顕微鏡
を用いて測定し、その測定値から求めることができる。
しかし、その濾過効果に実質的影響のない限り、少量の
他の繊維、例えばセルロース繊維などを含んでいてもよ
い。
本発明のコーヒーフィルター材料において、その繊維
濾過層に、その濾過性能に実質的に影響を与えることの
ない、少なくとも１枚の補強布帛からなる支持層が積層
合体され、それによって、一体の複合シート材料を形成
していてもよい。
支持層は、一般に、織編布帛、メッシュ又はネット状
体および不織布などの多孔状材料から選ばれた少なくと
も１種の材料からなるものであって、繊維濾過層よりも
粗い多数の濾過細孔を有し、かつ、本発明のフィルター
材料に、実用上十分な機械的強さを与えるものである。
支持層を形成する繊維にも格別に限定はないが、一般
に、天然繊維（例えば綿など）、再生繊維（例えばレー
ヨン、キュプラなど）、半合成繊維（例えばアセテート
繊維など）および合成繊維（例えばポリエステル、ポリ
アミド、ポリオレフィン、ポリアクリル繊維など）から
選ぶことができる。また、これらの繊維の単繊維太さに
ついても格別の限定はない。更に、支持層を形成する繊
維は、長繊維であってもよく、或は短繊維であってもよ
い。
一般に支持層内の繊維は、水により膨潤することがな
く、かつ、部分的に融着していて、このためコーヒー抽
出の際の、その濾過孔径を変化させないものであること
が好ましい。
本発明のコーヒーフィルター材料をコーヒー抽出に供
し、このフィルター材料を透過し、かつ50μｍ以下の粒
径を有するコーヒー微粒子の粒径分布を測定し、各粒径
を有するコーヒー微粒子の体積を、粒径の小さいものか
ら大きなものに向かって順次に積算したとき、透過コー
ヒー微粒子の合計体積の50％を占める小粒径側微粒子フ
ラクション中のコーヒー微粒子の最大粒径、すなわち、
50μｍ以下の粒径を有するコーヒー微粉末の粒径分布か
ら求めた体積平均径が５〜10μｍの範囲内にあることが
好ましい。
この体積平均粒径が５μｍ未満の場合、このようなコ
ーヒーフィルター材料は、コーヒー粒子透過性が過度に
小さく、従って濾過に長時間を要し、かつ得られるコー
ヒー抽出液の濃度が不十分で、十分な風味が得られない
という不都合を生じ、またこの体積平均粒径が10μｍよ
り大きい場合、このようなコーヒーフィルター材料は、
コーヒー粒子透過性が過度に大きく、得られるコーヒー
抽出液の濃度が過大になり、またコーヒー粒子の沈澱を
生じ、風味が不満足なものとなる。
本発明のフィルター材料をコーヒー抽出に供したと
き、それを透過したコーヒー微粒子のうち50μｍ以下の
粒径を有するものについて、各粒径毎に、その微粒子の
体積を粒度分布測定機により測定し、各種粒径を有する
微粒子の体積を、その粒径の小さなものから大きなもの
に向かって積算し、この積算値の透過微粒子合計体積に
対する百分率を求めると、例えば第１図に示されている
ようなグラフが得られる。第１図において、透過コーヒ
ー微粒子の小粒側微粒子フラクションの体積の積算値が
50％に達したとき、この微粒子フラクション中に微粒子
の最大粒径は、約７μｍである。
このような本発明のコーヒーフィルター材料は、適度
な濾過速度で濾過が可能であり、得られるコーヒー抽出
液中に、コーヒー粒子の沈澱を生ずることがなく、適度
の濃さと、好ましい風味を有している。
第１図に示された濾過特性を示す本発明のコーヒーフ
ィルター材料に対し、従来のコーヒーフィルター材料
は、第２〜第３図に示すように濾過特性を示す。
第２図には従来のドリップ用コーヒーフィルター材料
をコーヒー抽出に供したとき、これを透過したコーヒー
微粒子の粒径と、その積算体積百分率との関係の一例が
示されている。第２図において、透過コーヒー微粒子の
合計体積に対し、その50％を占める小粒径側微粒子フラ
クション中の微粒子の最大粒径は、4.5μｍである。こ
のようなコーヒーフィルター材料は、濾過細孔が小さす
ぎるため、得られるコーヒー抽出液の味が薄く、また抽
出に長時間を要するなどの不都合がある。
また、第３図には、従来の麦茶抽出バッグなどに用い
られる通常の不織布製フィルター材料のコーヒー抽出に
供したとき、これを透過したコーヒー微粒子の粒径と、
その積算体積百分率との関係の一例が示されている。第
３図において、透過コーヒー微粒子の合計体積に対し、
をの50％を占める小粒径側微粒子フラクション中の微粒
子の最大粒径は約15μｍである。このようなフィルター
材料は、過度に大きな濾過細孔を多数有するため、得ら
れるコーヒー抽出液は、コーヒー粒子の沈澱を生じ、そ
の風味も不満足なものとなる。また、油脂分の吸着捕集
も不十分であって、液面上に油脂膜を浮遊させることが
ある。
本発明のコーヒーフィルター材料は10〜250cm3／cm2
・sec、好ましくは15〜200cm3／cm2・secの通気度を有
することが好ましい。
一般に、フィルター材料、例えばフィルターバッグは
適度の通液性（フラックス）を有することが必要であ
る。この通液性が不十分なときは、コーヒー液の抽出操
作に長時間を要することになり、従ってこのようなフィ
ルター材料は実用的ではない。また、フラックスが過度
に大きいということは、フィルター材料が多数の過大濾
過細孔を有することであって、コーヒー微粒子が過度に
フィルター材料を透過することになる。
10〜250cm3／cm2・secの通気性を有する本発明のコー
ヒーフィルター材料から作られたコーヒー用フィルター
バッグを用いて、コーヒーの抽出を行うと、バッグ内に
おいてコーヒー微粉末が適度に濾過される。
フィルター材料の通気度が250cm3／cm2・secをこえて
大きくなると、得られるフィルターバッグはコーヒー微
粉末中の粗大粒子も透過するという不都合を生ずる。ま
たシート材料の通気度が10cm3／cm2・sec未満のとき
は、得られるバッグのコーヒー微粉末の透過が過度に少
なくなるという不都合を生ずる。上記の通気度を得るた
めにも、本発明のフィルター材料は、前述のように３〜
30g/m2の目付けを有することが必要となる。
本発明のコーヒーフィルター材料として複合シート材
料を用いる場合は、支持層と、繊維濾過層とは、適宜の
方法により積層合体されている。積層合体のために、例
えば、無害性接着剤による接合、熱融着、または機械的
絡合法を用いることができる。熱融着法を用いる場合、
支持層と繊維濾過層とが少なくとも１個の融着域によっ
て部分的に融着されていてもよい。この融着域において
は、支持層および繊維濾過層の少なくともいづれか一層
の繊維の一部分が他層に融着し、それによって両層を結
着している。また、繊維濾過層が少なくとも１個の繊維
融着域を有していてもよい。この繊維融着域において
は、繊維濾過層内において、集積交絡している有機合成
繊維の一部分が他と融着しており、それによって、コー
ヒー抽出操作間における有機合成繊維の移動又は脱落を
防止し、また繊維濾過層の収縮、又は伸長などの寸法変
化を防止して、本発明のコーヒーフィルター材料の濾過
特性を一定に維持することができる。
上記両層の融着域、および繊維濾過層の繊維融着域の
数、形状、分布状況などに格別の制限はなく、本発明の
目的を達成し得る限り適宜に設定することができる。
本発明のコーヒーフィルター材料は、その使用目的お
よび条件に応じて適宜の形状および寸法に形成すること
ができる。例えば、抽出シート、抽出バッグ、抽出筒、
抽出ロートなどのいずれの形状をとってもよい。
繊維濾過層と支持層とからなる本発明のコーヒーフィ
ルター材料からコーヒーフィルターシート、又はコーヒ
ーフィルターバッグを製造する際、繊維濾過層を濾過一
次側（コーヒー粉末側）に配置してもよいし、濾過二次
側（コーヒー濾液側）に配置してもよい。繊維濾過層が
濾過一次側に配置されると、その濾過細孔がコーヒー微
粒子により閉塞されるので濾過一次側でコーヒー粒子に
対し、適度の蒸成を施すことができる。また、コーヒー
フィルターバッグの場合、支持層を濾過二次側に配置す
ると、熱湯がバッグ内に透過しやすく、抽出操作が促進
される。また、濾過一次側に配置された繊維濾過層は、
抽出液中の油脂分に対し、適度の吸着捕集効果を示し、
それによって得られるコーヒー液表面の美観が油脂分の
浮上によって損われることを防止し、かつ、その味覚を
適度にすることができる。
本発明のコーヒーフィルター材料を用いて得られるコ
ーヒーフィルターバッグは、 上述の本発明に係るコーヒーフィルター材料によって
形成され、かつ、互いに対向している表裏両面部と、閉
鎖された周縁部とからなる袋状体と、 前記袋状体中に収容されている被抽出材料粉末と、 および 少なくとも１端末部分において前記袋状体に固着され
ている吊り下げ部材とを有し、 前記表裏両面部のそれぞれに、少なくとも１個の繊維
融着域が形成されている。
ことを特徴とするものである。
このようなフィルターバッグの表裏両面部の各々は、
前述のように、濾過不織布からなる繊維濾過層のみによ
って形成されていてもよいし、上記繊維濾過層と、補強
布帛からなる支持層とを積層合体した複合シート材料に
よって形成されていてもよい。
このようなコーヒーフィルターバッグの構成を、添付
図面を参照して説明する。
第４図および第５図において、本発明の抽出用バッグ
１は、袋状体２と、この袋状体２中に収容されているコ
ーヒー粉末３と吊り下げ部材４とからなるものである。
袋状体２は、互いに対向している表裏両面部５および
６と、閉鎖された周縁部７を有するものであり、特に袋
状体２の上端部はコーヒー粉末３を充填した後、第４図
に示されているように点線部分7aにおいて閉鎖されてい
る。勿論この上端閉鎖部は、第４図の位置および態様に
限定されるものではない。
袋状体の寸法に格別の制限はないが、１人前用の抽出
バッグの大きさとしては一般に縦７〜10cm、横４〜8cm
である。
第４〜５図に示された態様において、吊り下げ部材４
は、糸状体又は紐状体であって、その下端末部分８にお
いて、袋状体４に固着され、他の部分は、袋状体外に伸
び出ている。また、吊り下げ部材４の上端末部分９は、
把持片10に固着されていてもよい。把持片（10）は、任
意の形状・寸法を有し、紙、又はプラスチックシートに
より形成される吊り下げ部材の他の態様において、例え
ば、その両端末部分が袋状体に固着され、他の部分がル
ープ状に袋状体から伸び出ているものであってもよい。
袋状体に収容された、コーヒー粉末の種類や粒度につ
いて格別の制限もないが、一般に焙煎中挽粉末が用いら
れることが好ましく、その粉砕粒度としては、18〜35メ
ッシュの粒子を50％以上含有していることが好ましく、
22〜30メッシュの粒子を65％以上含有していることがよ
り好ましい。
本発明のコーヒーフィルターバッグの袋状体におい
て、表裏両面部のそれぞれに、少なくとも１個の繊維融
着部が形成されている。
第６図に示された、袋状体表裏両面部を形成している
不織布の断面説明図において、この不織布11中に、１個
以上の繊維融着域12が形成されている。すなわち不織布
中に集積交絡している有機合成繊維の一部分には、この
繊維融着域において、他の融着している。従って、熱湯
中における抽出操作中に発生する。繊維の移動および脱
落や不織布の収縮又は伸長などの寸法変化が抑制され、
それによって、抽出の不均一、およびコーヒー粉末の漏
出を防止するとともに袋状体の強度を向上させることが
できる。
更に、繊維融着域を透明膜にすることもできるので、
この透明域を通して、コーヒーフィルターバッグ内の抽
出状況を観察することも可能になる。
表裏両面部のそれぞれに形成される繊維融着域の数お
よび形状に格別の制限はなく、上記の効果を達成するの
に有効なものであればよい。例えば第４図に示されてい
るように、四角形の多数の繊維融着域が、互に所定間隔
をおいて整然と配置されていてもよい。この繊維融着域
の形状は、円形、だ円形、三角形、六角型など任意の形
状にすることができ、また、その寸法配列も適宜に変更
することができる。また、繊維融着域は、第７図〜第10
図に示されているような形状、および配列、或はその他
の任意の形状、配列に形成することができる。
本発明の袋状体の表裏両面部のそれぞれにおいて、そ
の全面積に対する繊維融着域の合計面積の割合は、５％
以上であることが好ましく、５〜40％であることがより
好ましく、６〜30％であることがより一層好ましい。
また、表又は裏面部に、互に独立した複数個の繊維融
着域が形成される場合、各繊維融着域の面積は、0.05mm
2以上であることが好ましく、0.05〜３mm2（例えば、0.
25mm2）であることがより好ましい。また、繊維融着部
の形状が線状であるときは、0.2mm以上の幅を有するこ
とが好ましく、0.2〜3mm程度の幅を有することがより好
ましい。
本発明のコーヒーフィルターバッグの他の態様におい
て、袋状体の表裏両面部の各々が、繊維濾過層の、支持
層との積層体からなる複合シート材料により形成され
る。
第11図において、本発明に用いられる複合シート材料
13は、１枚の繊維濾過層用不織布層14と、支持層内不織
布層15との積層体であって、繊維融着部16によって両不
織布層14および15は互に結着されている。この繊維融着
部16の作用効果および態様は、前述の通りである。この
ように、繊維濾過層と支持層とを積層し、繊維融着部に
より結着することにより、濾過効果を高め、機械的強度
増強し抽出液の清澄度を一層向上させることができる。
複合シート材料は、２枚の支持層用不織布の間に１枚
又は２枚の繊維濾過層用不織布をはさんだものであって
もよく、或は、２枚の繊維濾過層用不織布の間に、１枚
又は２枚の支持層用不織布をはさんだものであってもよ
いし、或は、２枚の支持層用不織布と２枚の繊維濾過層
用不織布とを交互に、或はその他の任意の順序に積層し
たものであってもよい。
いづれにしても、複合シート材料の合計目付は、20〜
30g/m2であることが好ましく、その合計厚さは0.1〜0.2
mmであることが好ましい。
本発明のコーヒーフィルターバッグを製造するには、
繊維濾過層用不織布、又は、それと支持層用不織布とか
らなる複合シート材料に、所定パターンに従って部分的
加熱を施して、繊維融着域を形成する。このとき、加熱
および加圧をコントロールすることにより繊維融着部を
ほゞ透明にすることが可能である。この繊維融着域を有
する不織布又は複合シート材料の所定形状寸法に裁断
し、これを、所定形状と１個の開口部とを有し、その他
の周縁部が閉鎖された袋状体とし、この開口部から袋状
体中に所定量のコーヒーを充填し、開口部を閉鎖する。
上記工程の任意の時機に、吊り下げ部材を袋状体に装着
する。
本発明のコーヒーフィルターバッグを用いて抽出を行
うには、容器（カップ）にフィルターバッグを入れ、こ
れに熱湯を注ぎ、吊り下げ部材を操作してバッグをカッ
プ中で揺動する。それによって、短時間に清澄な抽出液
を得ることができる。
〔実施例〕
本発明を下記実施例により更に説明する。
実施例において、不織布中の細孔の分布、およびコー
ヒー油脂分の吸着量を下記操作により測定した。
細孔分布の測定法 水銀圧入法により、水銀を供試不織布中に圧入した。
このとき圧入圧力を0.4〜10,000psiの範囲に変化させ、
圧入水銀量から細孔分布曲線、及び細孔容積ｙ（cm3/
g）を求め、この細孔分布曲線の細孔半径の小さい側か
らの細孔容積の累積値を求め、それが0.3y、0.5y、及び
0.7yとなる点の細孔半径をそれぞれr30（μｍ）、r
50（μｍ）及びr70（μｍ）として求めた。尚、水銀の
接触角及び表面張力はそれぞれ130度及び484dyne/cmと
した。
油脂分の吸着量の測定法 供試不織布試料100cm2（10cm×10cm）をステンレス製
金網に取り付け、1000mlビーカー内に斜めになるように
固定した。このビーカーに蒸留水400mlとコーヒーより
抽出した油脂分1.0gとを入れて電熱器上で加熱し、沸騰
させた。沸騰に伴い、液表面の油脂分は微粒子となって
対流し、不織布試料に接触、吸着された。この操作を５
分間施して、コーヒー油脂分を不織布試料に吸着させた
後、不織布をビーカーから取り出し、300ml三角フラス
コに入れ、これにジエチルエーテル100mlを加え、超音
波洗浄器中で吸着油脂の抽出を行った。不織布をフラス
コから取り出しジエチルエーテルで洗浄し、ジエチルエ
ーテル留分は無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧乾燥し
て油脂分を分離・秤量した。回収油脂分の純度は、Lich
rsolb Si−60 4.0×25cmカラムによるクロマトグラムを
比較することにより求めた。
尚、実験に用いたコーヒー抽出油脂分は、中挽きコー
ヒー粉末150gに、ジエチルエーテル1000mlを加え、２時
間抽出した後、ロ紙で濾過し、減圧下で溶媒を留去し、
更にエチルエーテル／ヘキサン（2/8）の混合溶媒を用
いてシリカゲルカラムにより精製したものであった。
実施例１および比較例１ 実施例１において、平均直径約15μｍのポリプロピレ
ン超極細繊維からなる繊維濾過層用不織布（割繊繊維の
不織布）と、ポリエチレン樹脂を主体とする熱融着性繊
維よりなる支持層用不織布とから２層の不織布を積層
し、両層を部分的に熱融着させて複合シートを得た。
繊維濾過層用ポリプロピレン繊維不織布の性状は下記
の通りであった。
目付 ｘ ： 18g/m2 細孔累積容積ｙ ： 6.8cm2/g r30 ： ９μｍ r50 ： 18μｍ r70 ： 35μｍ 油脂分吸着量 ： 2.75g/g また、この複合シートの通気度は、約200cm3／cm2・s
ecであった。この不織布を用いてコーヒーバッグ用の袋
状体を作った。また、このフィルターバッグを通過した
コーヒー微粒子の合計体積の50％を占める小粒径側微粒
子フラクション中の微粒子の最大粒径は約10μｍであっ
た。
8gの細挽き焙煎コーヒー粉末を、上記袋状体物に充填
し、密封してコーヒーバッグを得た。容器内に上記コー
ヒーバッグと、温度95度の熱湯150mlとをいれ、湯中で
バッグを90秒間振とうした。得られたコーヒー液を観察
したところ、微粒子の沈澱や油脂分の浮遊はなく、適度
な濃度、香りを有する高品質なコーヒー液であった。
比較例１において、平均直径30μｍのポリプロピレン
繊維からなり、270cm3／cm2・secを有するPP不織布を作
成した。
このPP不織布の性状は下記の通りであった。
ｘ ： 20g/m2 ｙ ： 4.5cm2/g r30 ： 45μｍ r50 ： 58μｍ r70 ： 93μｍ 油脂分吸着量 :1.35g/g 実施例１と同様にしてコーヒーバッグを作成し、コー
ヒー液を調製した。コーヒー液は本発明によるコーヒー
液と同程度の濃度を有するが、液面に油脂分が浮遊し、
容器の底には大量の沈澱微粒子が認められ、低品質のコ
ーヒー液であった。この沈澱微粒子の量は350mgであ
り、その粒度は50〜100μｍの範囲にも広く分布してい
た。
実施例２〜４および比較例２〜４ 実施例２〜４および比較例２〜４において第１表に示
された繊維濾過層用不織布と、支持層用不織布とからな
るコーヒーフィルター材料を用いてコーヒーフィルター
バッグを作成し、それぞれのコーヒー抽出性能を比較し
た。
すなわち、各フィルター材料で作製した5cm×7cmの袋
状体中に、中挽きのコーヒー粉末6gを入れ、袋状体を封
止し、これに吊り紐を付けて、コーヒーフィルターバッ
グを形成した。200mlビーカーに、このコーヒーバッグ
を入れ、これに95℃の熱湯約15mlを注ぎ、40秒間蒸ら
し、更に95℃の熱湯約135ml（合計150ml）を注ぎ50秒放
置後、熱湯中で吊り紐によりバッグを15回上下させてコ
ーヒーを抽出させた後バッグを取り出した。得られたコ
ーヒー抽出液について以下の項目について評価した。
抽出濃度：コーヒー抽出液を平均細孔径0.45μｍのメン
ブランフィルターで濾過して、コーヒー抽出液から微粒
子成分を除去した。この濾液のコーヒー濃度として分光
光度計を用いて波長750nmにおける吸光度（％）を測定
した。この測定値が大きいほどコーヒー抽出濃度が高
い。
透明度：コーヒー抽出液と、この抽出液を平均細孔径0.
45μｍのメンブランフィルターを濾過して、コーヒー微
粒子成分を除去した濾液の波長750nmにおける吸光度
（％）を分光光度計を用いて測定し、両液の測定値の差
を求めてこの差の値をもって、コーヒー抽出液の透明度
を表わした。この値が大きい程、浮遊微粒子の量が多
く、透明度が低いことになる。
沈澱物:150mlのコーヒー抽出液を入れたビーカーを５分
間静置して底に沈澱した微粉の乾燥重量（mg）を測定し
た。
浮遊油脂：表面に浮遊する油脂分の広がり具合を、官能
評価した。殆ど油脂分が認められないものを５、ほぼ全
面に油脂の浮遊が認められるものを１として、その程度
を５段階に区分して評価した。
上記テスト結果を第１表に示す。
実施例５および比較例５ 実施例５において、メルトブロー法により製造され、
５μｍの平均直径を有するポリプロピレン繊維を用いて
不織布を製造し、この繊維濾過層用不織布にポリエチレ
ン繊維を主成分として含む支持層用不織布を積層し、両
不織布を部分的に熱融着させて複合シート材料を製造し
た。
この繊維濾過層用不織布の性状は下記の通りであっ
た。
ｘ ： 20g/m2 ｙ ： 7.3cm2/g r30 ： ９μｍ r50 ： 15μｍ r70 ： 30μｍ 油脂分吸着量 ： 4.1g/g この複合シート材料の通気度は約40cm3／cm2・secで
あった。この複合シート材料により、ドリップ式コーヒ
ーフィルター（一端部開口の袋状体）を作成した。焙煎
コーヒー豆を粉砕し、粒子を篩別することなく、その15
gを前記コーヒーフィルターに充填し、その上部開口部
から温度90℃の蒸留水150mlを注ぎ、コーヒー粉末を抽
出濾過した。抽出濾過所要時間は約90秒間であった。
得られたコーヒー抽出液からその100gを採取し、この
抽出液材料の水分を蒸発除去し、残留固形分の重量を測
定したところ2,151mgであった。また、コーヒー抽出液
中のコーヒー微粒子の粒径および体積を粒度分布測定機
（SAL D−1000、島津製作所製）を用いて測定したとこ
ろ、透過コーヒー微粒子の合計体積の50％を占める小粒
径側微粒子フラクション中の微粒子の最大粒径は約７μ
ｍであった。得られたコーヒー液は、適度の透明感を有
し、香りおよび味のすぐれた高品質のものであった。
比較例５において、上記実施例５と同様の操作を行っ
た。但しフィルターとして、コーヒードリップ用パルプ
ペーパーを用いた。
このパルプペーパーの性状は下記の通りであった。
ｘ ： 60g/m2 ｙ ： 2.1cm2/g r30 ： ８μｍ r50 ： 15μｍ r70 ： 57μｍ 油脂分吸着量 ： 0.08g/g また、このフィルターの通気度は７cm3／cm2・secで
あり、所要抽出濾過時間は180秒間であり、得られたコ
ーヒー抽出液中の固形分重量は1.86gであった。またこ
のフィルターを透過したコーヒー微粒子の合計体積の50
％を占める小粒径側微粒子フラクション中の微粒子の最
大粒径は約４μｍであった。得られたコーヒー抽出液
は、実施例５のコーヒー液に比し、色調が薄く、香りお
よび味ともに品質の劣るものであった。
〔発明の効果〕
本発明のコーヒーフィルター材料は、特にコーヒーフ
ィルターバッグ、又はドリップ式コーヒーフィルターシ
ートとして有用であって、コーヒー微粒子を適度に透過
し、かつ油脂分を適度に吸着捕集することができ、それ
によって、高品質のコーヒー液を簡単な操作で短時間内
に調製することを可能にする。
また本発明のコーヒーフィルターバッグは、上記コー
ヒーフィルター材料を用いて、袋状体の表裏両面を形成
しているので極めて濾過効果が高く、固形粒子の漏出を
防止し、かつ、抽出された油脂分を吸着除去することが
できる。また、この表裏両面部には、繊維融着部が形成
されているので、抽出操作中に、繊維の移動や脱落が抑
制され、かつ高い機械的強度を示すことができる。
また、繊維融着部をほゞ透明にすることによって、バ
ッグ内部における抽出状況を観察し抽出の程度を確認す
ることも可能である。
従って、本発明のコーヒーフィルターバッグを用いる
ことによりバッグ内コーヒーから短時間内にすぐれた抽
出効率をもって、油脂分や固形微粉を含まず清澄な抽出
液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のコーヒーフィルター用複合材料のコー
ヒー微粒子に対する濾過性能を示すグラフであり、 第２図〜第３図は、それぞれ、従来の抽出フィルター用
材料のコーヒー微粒子に対する濾過性能を示すグラフで
あり、 第４図は本発明のコーヒーフィルターバッグの一実施態
様の正面説明図であり、 第５図は第４図のコーヒーフィルターバッグの側面断面
説明図であり、 第６図は、本発明に用いられる繊維濾過層用不織布の一
実施態様の断面説明図であり、 第７図〜第10図はそれぞれ、本発明のコーヒーフィルタ
ーバッグに用いられる袋状体の表又は裏面部に形成され
た繊維融着域の形状および配置の一例を示す説明図であ
り、 第11図は、本発明に用いられる繊維濾過層用不織布の他
の実施態様の断面説明図である。 １……抽出用バッグ、２……袋状体、３……被抽出材料
粉末、４……吊り下げ部材、５（６）……表（裏）面
部、7,7a……閉鎖周縁部、8,9……吊り下げ部材端末
部、10……把持部、11……不織布、12……繊維融着部、
13……複合不織布、14,15……積層された不織布。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 嘉一 京都府京都市右京区花園内畑町23―14 (72)発明者 福知 正昭 京都府京都市中京区壬生賀陽御所町31 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 39/14,39/16 A47J 31/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性有機合成繊維からなる濾過不織布
    を含む繊維濾過層を有し、前記濾過不織布が、下記関係
    式（１）〜（４）： ３（g/m2）≦ｘ≦30（g/m2） （１） ｙ≧0.2x（cm3/g） （２） １（μｍ）≦r30 （３） r70≦50（μｍ） （４） 〔但し、上式中、ｘは、前記濾過不織布の目付（g/m2）
    を表し、ｙは水銀ポロシメーターにより測定された前記
    濾過不織布中の細孔の累積容積値（cm3/g）を表し、r30
    は、前記濾過不織布中の細孔の容積を、細孔の半径の小
    さな側から累計したときの累積容積値が0.3yに等しくな
    るときの最大細孔半径（μｍ）を表し、r70は、前記濾
    過不織布中の細孔の容積を、細孔の半径の小さな側から
    累計したときの累積容積値が0.7yに等しくなるときの最
    大細孔半径（μｍ）を表わす〕を満足し、かつ、湿潤状
    態において、コーヒーから抽出された油脂分、を0.5g/g
    以上吸着することのできることを特徴とするコーヒーフ
    ィルター材料。
  2. 【請求項２】前記濾過不織布を構成している熱可塑性有
    機合成繊維が、15μｍ以下の平均直径を有する、請求項
    １記載のコーヒーフィルター材料。
  3. 【請求項３】前記繊維濾過層に、その濾過性能に実質的
    に影響を与えることのない、少なくとも１枚の補強布帛
    からなる支持層が積層合体されて１体の複合シート材料
    を形成している、請求項１記載のコーヒーフィルター材
    料。
  4. 【請求項４】15μｍ以下の平均直径を有する熱可塑性有
    機合成繊維からなる濾過不織布を含む繊維濾過層と、こ
    の繊維濾過層に積層合体され、かつ、その濾過性能に実
    質的に影響を与えることのない、少なくとも１枚の補強
    布帛からなる支持層とからなる複合シート材料であっ
    て、前記複合シート材料が、10〜250cm3／cm2・sec.の
    通気度を有し、かつコーヒー抽出において、それを透過
    し、かつ、50μｍ以下の粒径を有するコーヒー微粉末の
    粒径分布から求められた体積平均粒径が５〜10μｍの範
    囲内にあることを特徴とするコーヒーフィルター材料。
  5. 【請求項５】請求項１〜４項のいづれか１項に記載のコ
    ーヒーフィルター材料によって形成されたコーヒーバッ
    ク用袋状体。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の袋状体と、 前記袋状体中に収容されているコーヒー粉末と、 および、 少なくとも１端末部分において前記袋状体に固着されて
    いる吊り下げ部材とを有している ことを特徴とするコーヒーフィルターバック。
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