Kostky

Pozadí

Kostky jsou nástroje používané ke generování náhodných čísel v různých společenských a hazardních hrách. Kostky jsou známy již od starověku a jsou označovány za nejstarší herní nástroje. Mají obvykle tvar kostky a na každé straně jsou označeny jedním až šesti body. Nejběžnější způsob výroby kostek zahrnuje vstřikování plastu a následné lakování.

Historie

Kostky se pro herní a věštecké účely používají již tisíce let. Důkazy nalezené v egyptských hrobkách naznačují, že je tato civilizace používala již v roce 2000 př. n. l. Další údaje ukazují, že kostky používaly i primitivní civilizace v celé Americe. Tyto kostky byly složeny z kostí kotníků různých zvířat. Byly označeny na čtyřech plochách a pravděpodobně se používaly jako magická zařízení, která dokázala předpovídat budoucnost. Staří Řekové a Římané používali kostky vyrobené z kostí a slonoviny. Kostky většiny těchto raných kultur byly vyráběny v mnoha tvarech a velikostech. Dnešní kostky ve tvaru kostky pocházejí z Číny a jejich vznik byl datován již do roku 600 př. n. l. Do Evropy je s největší pravděpodobností přivezl Marco Polo ve čtrnáctém století.

Kostky se obvykle vyráběly ručně a v malém měřítku až do dvacátého století. S rozvojem technologie výroby plastů byly vyvinuty metody jejího použití při výrobě kostek. To umožnilo výrobcům vyrábět kostky ve velkém množství a s nízkými náklady. V průběhu let byla udělena řada patentů na zdokonalené metody výroby kostek.

Design

Standardní kostka je šestistěnná plastová kostka. Každá strana je obvykle označena jedním až šesti body neboli tečkami. Tyto tečky jsou uspořádány tak, že na protilehlých stranách je vždy celkem sedm. Například strana s jedním bodem je naproti straně se šesti body a strana se třemi body je naproti straně se čtyřmi body. Při hře se dvěma kostkami se kostkami třese a hází se s nimi na plochu. Hozenou částku udávají strany kostek, které jsou lícem nahoru. Pokud jsou kostky dobře vyvážené a spravedlivé, má každá strana stejnou šanci, že padne lícem nahoru. V závislosti na hře hráč buď posune svou figurku, nebo si na základě této hozené částky vybere peníze. Mezi oblíbené hazardní hry, které využívají kostky, patří kostky v kostkách, chuck-a-luck a pokerové kostky. Kostky se používají také ve stolních hrách, jako jsou backgammon, Monopoly a Parcheesi.

Standardní kostky jsou k dispozici v různých velikostech a barvách. Pro deskové hry se obvykle používá dvojice kostek o velikosti 12 mm. Tyto kostky jsou považovány za nedokonalé, protože mají zaoblené rohy, které snižují náhodnost. Protože se tyto kostky často používají v dětských hrách, musí být navrženy tak, aby splňovaly určité bezpečnostní normy pro hračky. Kasina používají dokonalé kostky, které mohou být vyrobeny ručně. Jsou obvykle větší než kostky pro deskové hry a jejich strana měří 33 mm. Jedná se o červené, průsvitné kostky, které mají přesně ohraničené hrany a rohy a bílé tečky. Díky této konstrukci mají hody s těmito kostkami největší pravděpodobnost, že budou spravedlivé.

Speciální kostky se vyrábějí pro mnoho různých použití. V některých případech jsou tečky na standardní kostce nahrazeny slovy, obrázky nebo symboly. Věštecké kostky, které se používají k předpovídání budoucích událostí, mají na každé straně jiná věštecká sdělení. Pokerové kostky mají na každé straně natištěné karetní plochy. Pro nevidomé jsou k dispozici kostky v Braillově písmu. Některé hry vyžadují kostky, které mají jiný počet stran a mohou poskytnout větší počet výsledků než standardní kostky. Tyto polykostky mohou mít od tří do dvaceti stran. Hojně se používají ve fantasy hrách na hraní rolí.

Klíčovým konstrukčním prvkem při výrobě kostek je forma. Forma je dutina vyřezaná v oceli, která má tvar výrobku, který tvoří. Obvykle se forma skládá ze dvou kusů, které jsou k sobě přitlačeny, aby vytvořily dutinu. Když je do této formy vstříknut plast, při tvrdnutí přebírá tvar formy. Vzhledem k tomu, že kostky jsou pevné kostky, není použití standardní formy praktické, protože by trvalo příliš dlouho, než by vychladly. Pro hromadnou výrobu kostek se používá speciální konstrukce formy. Tato forma se skládá z oddělených komor, které vytvářejí jednotlivé prvky kostky. Jakmile jednotlivé části vychladnou, lze je přitlačit k sobě a vytvořit tak jednotný objekt. Forma se poté otevře a kostka se vysune. K usnadnění vyjmutí plastu z formy se používají speciální uvolňovací prostředky. Tato konstrukce formy šetří čas, protože menší kusy mohou rychleji vychladnout.

Surové materiály

V historii bylo do kostek vykováno mnoho materiálů. Patří mezi ně například kosti, sklo, dřevo, semena a kovy. Dnes je nejpoužívanějším základním materiálem pro výrobu kostek plast. Plasty jsou vysokomolekulární polymery, které se vyrábějí různými chemickými reakcemi. Aby byl plast vhodný pro výrobu kostek, musí mít dobrou rázovou houževnatost, musí se snadno barvit a být tepelně stabilní. Je také žádoucí, aby byl čirý, bezbarvý a průhledný. Většina kostek se vyrábí z termosetového plastu. Jedním z plastů, který splňuje všechny tyto požadavky, je polymethylmetakrylát (PMMA). Používají se také plasty na bázi celulózy.

Protože polymer, který tvoří většinu plastu, je obvykle bezbarvý, přidávají se do něj barviva, aby kostky byly atraktivnější. Mohou to být rozpustná barviva nebo rozmělněné pigmenty. Pro získání bílé barvy lze použít anorganický materiál, jako je oxid titaničitý. K výrobě žlutých, červených, černých, hnědých a hnědých kostek lze použít jiné anorganické materiály, například oxidy železa. Lze také použít organická barviva, jako je pyrazolonová červeň, chinakridonová fialová a flavantronová žluť.

Do plastů se přidává řada dalších plniv, aby vznikla odolná a kvalitní sada kostek. Pro zvýšení zpracovatelnosti a pružnosti polymeru je součástí změkčovadlo. Plastifikátory jsou netěkavá rozpouštědla a patří mezi ně například parafínové oleje nebo glycerol. Pro zlepšení celkových vlastností plastu se přidávají zpevňující materiály, jako jsou skelná vlákna. Při výrobě se plast obvykle zahřívá. Z tohoto důvodu se musí přidávat stabilizátory, které chrání plast před rozpadem. Jako tepelné stabilizátory lze použít nenasycené oleje, například sójový olej. Mezi další ochranné materiály, které se přidávají, patří ultrafialové (UV) protektory, jako jsou benzofenony, které zabraňují degradaci vlivem UV záření, a antioxidanty, jako jsou alifatické thioly, které zmírňují oxidaci vlivem prostředí. V neposlední řadě se při výrobě používají také sloučeniny, které napomáhají zpracování. Obvykle sem patří materiály, jako jsou ethoxylované mastné kyseliny, silikony nebo stearany kovů, které pomáhají při vyjímání plastu z formy.

Výrobní proces

Přesný výrobní proces jakéhokoli typu matrice závisí na použitých základních surovinách. Pro hromadnou výrobu nedokonalých standardních kostek se používá proces vstřikování, po kterém následuje lakování a balení.

Tvarování

1 Na začátku výrobní linky kostek se plastové pelety přemění na kostky vstřikováním. Pelety jsou plastové kuličky, do kterých jsou již přidána všechna barviva a plniva. Jsou umístěny do velkého zásobníku známého jako násypka a procházejí hydraulicky ovládaným šnekem. Při průchodu šnekem se zahřívají a taví. Na konci tohoto šneku je rozmetadlo, které vstřikuje roztavený materiál do chladné, uzavřené dvoudílné formy.
2 Forma se skládá z několika komor, které vytvářejí více plastových dílů. Uvnitř formy se plast udržuje pod tlakem a poté se nechá vychladnout. Při ochlazování plastové díly ztvrdnou. Poté se forma otevře. Po otevření formy se jednotlivé díly přitlačí k sobě a vytvoří jedinou pevnou kostku. Protože byla forma vhodně navržena, má tato krychle na každé straně důlky, které se stanou tečkami. Kostka je poté vyhozena z formy, potažena a dopravníkem předána do další fáze výroby. Mezitím se dvoudílná forma opět uzavře, čímž je připravena k vytvoření další kostky.

Barvení a označování

3 Aby byla výroba kostek dokončena, mohou se před konečným zdobením umýt a vysušit. Nejprve se místa vhodně natřou. U speciálníchkostek mohou být na každou stranu vytištěna slova nebo naneseny obrázky. Mohou být také použita firemní loga nebo jiná reklama. Mohou to být samolepky nebo nátěry. Nátěry používané v tomto kroku jsou speciálně vyvinuty tak, aby přilnuly k plastu a rychle zaschly.

Balení

4 V závislosti na konečném použití kostek mohou být kostky baleny hromadně pro použití ve stolních hrách nebo jednotlivě baleny pro spotřebitelský prodej. Pro stolní hry jsou kostky baleny do krabic a zasílány výrobcům her stejně jako jakýkoli jiný komponentní materiál. Při přímém prodeji spotřebitelům se kostky obvykle balí do plastových blistrů s kartonovým podkladem. Tento obal má dvojí účel: chrání kostky během přepravy a propaguje výrobek. Hotové kostky se pak ukládají do beden a kamiony se rozvážejí distributorům.

Kontrola kvality

Aby se zajistilo, že každá vyrobená kostka splňuje stanovené normy kvality, provádí se řada opatření kontroly kvality. Před zahájením výroby se kontrolují určité fyzikální a chemické vlastnosti vstupních plastových surovin. Patří sem například stanovení molekulové hmotnosti, studie chemického složení a vizuální kontrola vzhledu. Mohou být prováděny i přísnější testy. Může být například provedeno testování napětí a deformace za účelem stanovení pevnosti plastu. Rázové zkoušky pomáhají určit houževnatost plastu. Během výroby jsou na různých místech výrobní linky rozmístěni kontroloři. Zde vizuálně kontrolují plastové díly, aby se ujistili, že mají správný tvar, velikost a barvu. Kontrolují také neporušenost konečného obalu. V případě zjištění vadných kostek jsou tyto odstraněny z výrobní linky a odloženy k reformování. Počítače se používají také ke kontrole spotřeby plastů, doby setrvání ve formě a rychlosti linky.

Budoucnost

V budoucnu se výrobci kostek zaměří na zvýšení prodeje a zlepšení výrobního procesu. Za účelem zvýšení prodeje se budou výrobci kostek podílet na vývoji nových her, které využívají různé typy kostek. Tyto hry budou vyžadovat nové typy kostek, které mohou mít různé tvary, velikosti a plastické složení. Z hlediska výroby se budoucí zlepšení zaměří na zvýšení rychlosti výroby, minimalizaci chemického odpadu a snížení celkových nákladů.

Kde se dozvědět více

Knihy

Beasley, John. Matematika her. Oxford: Oxford University Press, 1990.

Chabot, J. The Development of Plastics Processing Machinery and Methods. Brookfield, IL: Society of Plastics Engineers, 1992.

Scarne, John. Scarne o kostkách. Wilshire Book Co., 1992.

Seymour, R. a C. Carraher. Polymer Chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc., 1992.

Periodika

Chabot, J. a R. Malloy. „Historie vstřikování termoplastů. Část I: Zrod průmyslu“. Journal of Injection Molding Technology (březen 1997).

Ostatní

U.S. Patent #4,012,827, 1977.

-Perry Romanowski