200px|bélyegkép|A funkcionális ruházat egy jellegzetes típusa: kelméje és ruhaipari kivitele tökéletesen szigetel mindenféle szilárd és folyékony vegyszer behatolása ellen, ugyanakkor lélegzőképes. A funkcionális ruházat olyan ruházati termék, amely a ruházattal szemben hagyományosan támasztott általános igényeken felül (a test takarása, védelme a külső környezeti hatások ellen, emellett az esztétikai igények kielégítése) bizonyos speciális viselési vagy védelmi követelményeknek hangsúlyozottan tesz eleget és ezzel megnöveli a termék használati értékét. A funkcionális ruházati termékek általában különféle innovatív textíliák felhasználásával készülnek, amelyeknek épp az a sajátossága, hogy bizonyos tulajdonságaik meghaladják a szokványos textilanyagokét.
A funkcionális ruházati termékeket ma elsősorban sportoláshoz, munkahelyi védőruhákhoz és a fegyveres testületek ruházatához fejlesztették ki és használják. Fejlesztésükhöz nagymértékben hozzájárul az űrutazással kapcsolatban felmerült speciális igényeket kielégítő megoldások elterjedése a polgári életben.
Elvárt funkciók
A funkcionális ruházattal szemben különböző funkciók teljesítését várják el, aszerint, hogy milyen célt szolgálnak. Néhány példa:
A különlegesen hideg környezetben tevékenykedő ember ruházatának fokozott melegtartó képességűnek kell lennie. A jó melegtartó képességet a szerkezet nagyobb levegőtartalmával érik el, minthogy a levegő igen jó hőszigetelő. Szükség esetén a ruházaton belül külön fűtést is alkalmaznak.
A különlegesen meleg környezetben tevékenykedő ember ruházatának jól szellőzőnek kell lennie. Ehhez jó légáteresztő képességű textíliákat alkalmaznak, a meleg levegő elvezetésére szolgáló járatokat alakítanak ki. Szükség esetén a ruházatba külön hűtőrendszert építenek be.
Az izzadság elvezetésére az alsóruházat számára speciális kelmeszerkezetet alakítanak ki, amely a testtel közvetlenül érintkező felületén nem nedvszívó, de kapillárisaival kivezeti a nedvességet a külső felületre, ahonnan az elpárologhat. Így a bőr állandóan száraz textilfelülettel érintkezik.
Különböző sportok speciális kivitelű ruházatokat igényelnek, amelyek célja a nagyobb sportteljesítmény elősegítése, egyrészt a sportoló erőkifejtésének, állóképességének fokozásával, másrészt a külső tényezők kedvező befolyásolásával (pl. a lég- vagy vízellenállás csökkentésével), továbbá azzal a céllal, hogy a sportolókat védjék esetleges sérüléseiktől vagy egy baleset hatását csökkentsék (pl. motorsport-ruházat).
A tűzoltóknak olyan ruházatra van szükségük, amely nem csak a hő, hanem a láng ellen is véd. Erre a nem gyúlékony, lángmentes textilanyagok felelnek meg.
Vegyi anyagokkal vagy sugárzó anyagokkal dolgozó embereknek olyan védőruhát kell viselniük, amely anyagában és formai kialakításában egyaránt meggátolja, hogy a káros vegyi anyagok ill. sugárzások a test felületére vagy a szervezetbe bejussanak.
A katonák által terepen viselt funkcionális felsőruházatot az adott környezethez alkalmazkodó álcázó mintázattal látják el, továbbá olyan színezékkel színezik, amely az infravörös sugárzást is elnyeli, hogy a katona hőkamerával se legyen felfedezhető, továbbá esetenként még arra is gondolnak, hogy a ruhadarab ne tépőzárral vagy húzózárral záródjon, mert annak használata zajt kelt – inkább egyszerű gombolást alkalmaznak. Mindemellett védeniük kell a hideg ill. meleg, a csapadék, a mechanikai behatások (lövedékek, repeszek, szúrás, ütés, vágás stb.) ellen is.
Mindezek mellett a funkcionális ruházatnak kényelmesnek kell lennie, nem gátolhatja a testmozgást, és amennyiben nem egyszer használatos ruhadarabról van szó, könnyen tisztíthatónak és lehetőleg gyorsan száradónak kell lennie. Az egyszer használatos ruhadarabnak viszont lebomló vagy újra hasznosítható anyagból kell készülnie.
A funkcionális ruházatok fajtái
A funkcionális ruházatok a következőképpen csoportosíthatók:
1. Ruházatok védelmi funkciók ellátására
Védelem a környezeti hatások ellen. – Védelem különlegesen hideg vagy meleg környezet, szél, eső, hó, por, UV sugárzás ellen. Védelem biológiai, vegyi és sugárzások okozta hatások ellen. – Védelem a szervezetre káros mikrobáknak vagy anyagoknak (gázoknak, folyadékoknak, szilárd szennyezőanyagoknak vagy radioaktív sugárzó részecskéknek) a szervezetbe való behatolása (belélegzése) ellen vagy az azokkal való bőrérintkezés ellen; védelem az elektromágneses sugárzás hatásai ellen. Védelem mechanikai sérülések ellen. – Védelem ütés, vágás, szúrás ellen.
2. Ruházatok egészségügyi, gyógyászati funkciók ellátására.
Gyógyászati funkciók. – Szorító hatású ruhadarabok a nyirok- és véredények betegségeinek, valamint égési és más súlyos sebeknek a kezelésére; a bőrrel közvetlenül érintkező ruhadarabok anyagában gyógyító hatású szerek elhelyezésével a bőrön át történő gyógyszerezés. A szervezet működését érzékelő funkciók. – A szervezet fiziológiai paramétereinek (pulzus, vérnyomás, lélegzés, a vér oxigéntartalma, testhőmérséklet stb.) érzékelése és adatainak továbbítása a megfigyelőhöz.
3. A sporteredmények javítását célzó funkciókat ellátó ruházatok. – A teljesítőképesség növelését, a kifáradás lassítását, a közegellenállás csökkentését célzó funkciók.
A sportoló általános közérzetét javító megoldások (jó szellőzőképesség, az izzadság elvezetése). A sportoló egészségének védelme (boka- és térdszorítók, térd- és könyökvédők, túl hideg levegő közvetlen belélegzését akadályozó maszkok stb.). A testre szorosan ráfeszülő ruhadarabok a légellenállás csökkentésére. Speciális kialakítású zoknik futó atléták számára, amely a lehető legjobban kíméli a lábat.
4. Ruházatok többféle funkció egyidejű ellátására. – A felsorolt funkciók kombinációját jelentő megoldások.
5. Alakformáló ruházatok. – Céljuk a test bizonyos részeinek tetszetősebb megjelenítése, kellemesebb érzet keltése.
6. Speciális ruházatok. – Gyermekek, öregek és korlátozott képességűek számára készült speciális termékek.
A funkcionális ruházatok fontosabb textilanyagai
A viselési kényelem fokozása
bélyegkép|300 px|Kötött kelme vázlata, amely az izzadságnak a bőrfelületről való távozását segíti
A ruházat viselési kényelme egyrészt annak alaki kialakításán (a megfelelő szabáson és méretezésén), másrészt a ruházat belsejében kialakuló klímán múlik. Az alsó- és a testtel közvetlen érintkező sportruházatok céljára főként a kötöttáruk kedvezők. Az összekapcsolódó szemekből álló kelmékben a fonalak hajtogatottan helyezkednek el, így rendkívül hajlékony és rugalmas textilszerkezet alakul ki. Az így készített termék kedvező viselési kényelemmel rendelkezik, rásimul a testre, mozgásait teljesen követi. A komfortérzethez azonban az is hozzátartozik, hogy a fokozott erőkifejtés következtében keletkező izzadságot gyorsan és hatékonyan eltávolítsák a testfelületről. Az ebből a szempontból optimális textília kétrétegű – általában kötött – szerkezetből épül fel. A testfelülettel érintkező belső textilréteg olyan szálasanyagból készül, amely kimondottan víztaszító (ilyen pl. a polipropilén), vagy alig nedvszívó (pl. poliészter), de a fonalszerkezet számos kapillárist tartalmaz, segítve a folyadék elvezetését. A külvilág felé eső kelmerészt ezzel szemben kiváló nedvességfelvevő szálasanyagból alakítják ki (pl. pamut, viszkóz stb.), így ez a testközeli anyagrétegből mintegy „átszívja” az izzadságot. Az ilyen felépítésű kelmék azért nyújtanak tökéletes komfortérzetet, mert a bőrrel érintkező textilfelület nem tudja tárolni a folyadékot, viselője nem érzi nedvesnek a ruházatát.
A hőháztartás szabályozása
A jó közérzethez az szükséges, hogy a test állandóan 35–37 °C hőmérsékletű legyen. Ha a test és a környezet között nagy hőmérséklet-különbség áll fenn, a lehűlést ill. túlzott felmelegedést jó hőszigetelő ruházattal érhetjük el. A jó hőszigetelés legjobb eszköze a testet körülvevő ruházat levegőtartalma, mert a levegő igen jó hőszigetelő. Ezt célozza a többrétegű ruházkodás, a rétegek között elhelyezkedő levegővel és maguknak az egyes rétegeknek (toll- vagy szálasanyag-töltet) saját hőszigetelő képességével.
bélyegkép|200 px|PCM kapszulák textilszálak között Kisebb hőmérséklet-különbségek kiegyenlítésére szolgál a halmazállapot-váltó anyagok (Phase-Change Materials, PCM) beépítése a textilszálakba vagy azok közé. Ruházatok esetében leggyakrabban paraffint használnak erre a célra, amit 1 µm falvastagságú, 20–40 µm átmérőjű műanyag kapszulákba töltenek és ezeket 5–10% mennyiségben bekeverik a szálak közé. Amikor az anyag felmelegszik, a kapszulákba zárt paraffin megolvad és hőt vesz fel, vagyis elvonja a hőt a környezetétől, azaz hűt. Amikor a környezet lehűl, a paraffin ismét megszilárdul, vagyis hőt ad le, így környezetét melegíti. Ezzel a módszerrel 15–35 °C külső hőmérséklet tartományon belül állandósítani lehet a testközeli hőmérséklet állandóságát. Egy kísérlet tanúsága szerint például egy bolyhozott kötött kelméből készült dzsekiben 27–38 °C külső hőmérséklet-ingadozás mellett 32 °C belső hőmérséklet volt tartható.
A hideg ellen védő sport- és szabadidő-ruházatok alapanyagainál különleges szálasanyagok kifejlesztésével is foglalkoznak a szakemberek. Ilyen például egy olyan speciális poliészterszál, amelyet nanoméretű cirkónium-dioxid bevonattal látnak el. A cirkónium nagyon kemény fém. A cirkónium-dioxid bevonatú szálból készült ruházati termék csökkenti az emberi test infravörös kisugárzását (akár 1 °C-kal magasabb bőrhőmérséklet biztosítható), továbbá jelentősen véd a káros UV-sugárzástól is. Egy másik megoldásnál a textíliát alkotó szintetikus szálasanyagba bizonyos ásványi anyagrészecskéket kevernek be, amelyek visszaverik a bőrből érkező ún. távoli infravörös sugárzást,A távoli infravörös sugárzás (FIR) a 780 nm és 1000 µm hullámhossz közötti infravörös sugárzási tartományon belül a 15-1000 µm-es hullámhosszok közé eső tartomány. ezáltal jobban tartják a meleget.
Nagyobb hőmérséklet-különbségek kiegyenlítésére a ruházat anyagában hűtő ill. fűtő egységeket helyeznek el. A ruházat fűtésére a legelterjedtebb megoldás az elektromos fűtés. A ruházatba – gyakran már magába a kelmébe – szigetelt elektromos vezetékeket építenek be, amelyekbe elemekből vagy akkumulátorokból 12 V feszültségű áramot vezetnek. Az áram hatására a vezetékek felmelegszenek és fűtik a ruházat belsejét.
Egy másik megoldás fűtőtasakok alkalmazása a ruházatban, amelyek kémiai úton termelnek hőt. Ezeket a kis tasakokat többnyire kesztyűkben, lábbelikben, ruhazsebekben helyezik el. Töltésük fűrészporos kötőanyagba ágyazott vaspor, aktív szén, vermikulit és só. Levegővel érintkezve az oxigén olyan hőtermeléssel járó kémiai folyamatot indít el, amely akár órákon át is fennmarad és mintegy 40 °C hőmérsékletet biztosít.
Rendkívül nagy hideg ellen az aerogél töltet véd. A NASA által kifejlesztett, „megszilárdult füstnek” is nevezett aerogél szilikon alapú anyag, amelynek 95%-át nano méretű, levegővel kitöltött pórusok alkotják (sűrűsége ennélfogva rendkívül kicsi, 1,9 mg/cm³). Hőszigetelő képességére jellemző, hogy a Mars –130 °C hőmérsékletén is kellő hőszigetelést biztosít. Megoldották, hogy vékony aerogél réteggel bélelt ruházatok is gyárthatók legyenek, amelyek földi körülmények között igen jó szolgálatot tesznek pl. síruhák gyártásában.
A ruházat hűtésére több megoldást is kidolgoztak. Az egyik módszer az, hogy a testfelület nagy részére kiterjedő, kanyargós csővezetéket építenek bele, amelyben 7–16 °C hőmérsékletű hűtött vizet keringtetnek. Ilyen módon oldják meg például az űrhajósok ruházatának hűtését, amely önmagában egy összetett, bonyolult rendszer. Ennek mintájára „hétköznapi” megoldást is kifejlesztettek, amelyet alsóruházatba építenek be. Vékony műanyag csővezetéket erősítenek be a ruhadarabba, amelyben szivattyúval hideg vizet cirkuláltatnak. A szivattyút elemmel – vagy autóban az akkumulátor csatlakozóról – működtetett villamos motor hajtja. A testmelegtől felmelegedett vizet egy, a testre erősíthető kisméretű tartályban elhelyezett jég hűti le.