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1980년 초에는 국내 가전과 자동차업계의 특수용도 수지에 대한 수요가 지속해서 증가했다. 그러나 특수용도 수지를 생산하는 업체가 전혀 없어 관련 업체에서는 모두 수입품을 사용하고 있었다. 이에 호남석유화학은 복합수지 제품 국산화를 위한 상품개발부를 신설하고, 복합수지 개발에 본격적으로 뛰어들었다.
수년간의 도전 끝에 기술을 축적한 호남석유화학은 1981년 10월 상호화성에 임가공을 주어 POPELEN 생산에 성공함으로써 국내 최초로 복합강화PP의 국산화에 성공했다. 국산 복합수지 제품에 대한 관련 업체의 인식 부족으로, 여전히 수입품 선호 경향이 심해 판매에 어려움이 있었으나, 끊임없는 기술지도 및 영업활동으로 제품 판매가 점차 증가하였다.
또한, 미주지역 제품 수출을 위한 난연(難燃) 규격 획득을 위해 수출용 소재의 품질공인을 추진해 나갔다. 이 결과로 1983년 4월 PP 코폴리머 전 grade와 POPELEN의 모든 grade에 대해 UL-94규격 가운데 HB규격을 획득함으로써 품질 우수성을 세계에 알렸다.
이에 그치지 않고 1984년 9월과 10월에는 미국 UL등급 중 가장 엄격한 V0(V-235, V-251)규격과 V2(V-451)규격을 각각 취득하고, 또 분자량분포 조절이 어려워 당시 선진국에서만 생산하던 고유동성 grade 제품 개발에 박차를 가해, 1984년 7월에는 호남석유화학 자체 기술로 분자량을 조절할 수 있는 고유동성 제품 J-370, J-380을 개발하기에 이른다.
또, HDPE 파이프 grade 개발로 월 50톤에 불과하던 제품 판매량을 월 900톤으로 끌어올린 호남석유화학은 현대자동차의 요청으로 특수 플라스틱 개발을 의뢰받아 LH-320E를 개발함으로써 포니-II의 스틸 범퍼를 플라스틱 범퍼로 교체했다. 이는 국내 플라스틱 범퍼 장착의 효시가 되었다. 이후 물성을 더 개량한 신제품 E353G를 개발해 현대자동차의 포니 엑셀과 기아자동차의 프라이드 범퍼 소재로 납품하였다.
수요가 늘어남에 따라 사업 초기 임가공 형태로 복합수지제품을 판매해온 호남석유화학은 1983년 초부터 자체 제조시설을 검토하기 시작해 1984년 9월에 복합수지공장 준공식을 마치고 1호기를 가동해 복합수지 제품 1,500톤을 생산해 낸다. 이후 1985년 11월 2호기를 시작으로 1996년 10월에는 8호기까지 무사히 준공하고, 고부가가치 신제품 개발·생산에 앞장섰다.

SPE공장 건설 모습

한편, 1983년을 계기로 국내 경기가 살아나면서 석유화학제품의 수요가 큰 폭으로 증가했다. 그러나 국내 공급시설로는 이를 충족시키지 못해 울며 겨자 먹기로 고가의 수입품을 사용하는 실정에 이르렀다. 이에 정부는 1987년 7월 그간 허가제였던 공장 신증설을 신고제로 전환해 업계의 신규투자를 유도하였다. 법규제가 완화됨에 따라 호남석유화학은 시설 배가 사업을 본격 추진해 나갔다. 호남석유화학은 HDPE를 4만 톤을 증설(SPE)하고, PP를 6만 톤 증설(SPP)하여 1988년에 각각 완공했다. SPE공장은 1989년에 4만 톤을 추가로 생산하는 설비 추가 공사를 시행해 같은 해 10월 연결공사 및 잔여공사를 완공했다.
특히 SPE공장은 폴리에틸렌 연산 4만 톤을 목표로 1986년 12월에 사업본부가 구성되었고, 이듬해 1월 기술도입계약 인가를 거쳐 1988년 4월 준공에 이른다. SPE공장은 호남석유화학이 직접 설계한 최초의 공장이라는 점에서 그 의의가 크다. 이 과정에서 스크루가 부러지고, 현장 맞춤형 드라이어가 조기 교체되는 등의 난항이 있었지만, 호남석유화학 기술진들은 부단한 노력으로 어려움을 하나씩 극복해 나갔다. 마침내 기술진의 손끝에서 나온 최초의 CMP extruder가 적용되면서 공정은 순조롭게 진행되었다. 이 같은 기술력과 자체 설계를 통해 이전 HPE공장 건설비의 50% 수준으로 SPE공장을 완공해, 대내외적으로 그 성과를 인증받았다. 이 같은 경험은 훗날 기본기술회사(basic engineering company) 없이 자체기술로 3PE공장을 완공하는 데 크게 이바지했다.
SPP공장은 연산 6만 톤을 목표로 1984년 인가를 받아, 사업에 나섰다. 건설 당시 고활성 촉매 개발로 탈회과정(deashing)이 필요 없는 2세대 신공정이 태동하였다. 그러나 합작 파트너사인 미쓰이도아쓰는 1.5세대 공정에 머물러 있었다. 2세대 공정보다 기술열세를 보였지만 합작사의 공정을 도입해야 하는 거 아닌가 하는 논쟁이 벌어졌다. 미쓰이 측도 강한 불만을 토해냈다. 그러나 새 공장을 지으면서 뒤떨어진 기술을 도입할 수는 없었다.
결국, 이탈리아 Hitmont의 2세대 공정을 채택해 건설을 완료했다. 이후 Hitmont의 공정은 현재 세계시장의 절반을 웃돌았고, 미쓰이도아쓰의 공정은 시장에서 사라지고 말았다.
올바른 선택과 집중의 중요성을 잘 보여준 사례라 할 것이다.
두 공장의 완공으로 호남석유화학은 연산 HDPE 13만MT, PP 19만MT의 공급능력을 갖춰, 심각한 공급부족 현상을 보여온 합성수지 시장 안정에 크게 이바지했다. 또 PP, PE 제품의 품질 우수성과 가격경쟁력을 크게 끌어올려 국내외 시장에서 우위를 확보했다. 두 공장의 준공은 호남석유화학이 당시 추구했던 종합화학회사로의 도약을 위한 시금석이 되었다.